拉曼光谱指南
拉曼光谱基本原理
什么是拉曼光谱学?
拉曼基本原理
拉曼光谱属于振动光谱的范畴。这意味着它用化学方法分析样品，通过光来产生(激发)分子振动，然后解释这种相互作用。
它基于光照射物质时发生的光的非弹性散射。由于波长的变化与照射光的波长相比非常小，因此在使用单色光源时最容易观察到波长的变化。
在这种（单色）光与样品相互作用后，它的一小部分改变了波长。这就是所谓的拉曼效应。我们现在可以收集光，并使用它获取有关样本的信息。
拉曼效应
为了更好地理解，重要的是要知道，当光子(光)在“撞击”物质中，大多数散射光的波长保持不变。
例如，如果你用绿色激光笔指向墙壁，你总是会看到一个绿色的点。散射光显然具有相同的颜色，这种现象被称为瑞利散射。
然而，也可能发生非弹性散射过程，从而导致不同波长的光发射。这通常与分子振动有关。这种散射现象，由Adolf Smekal在1923年预测，C.V.Raman在1930年发现，被称为拉曼效应。
利用拉曼效应进行光谱学研究
拉曼效应的发现和理解为一种新的光谱学打开了大门。然而，直到激光的发现，拉曼光谱才真正起飞，因为单色光的使用起着重要作用。
因此，用激光照射样品，用光谱仪(色散或FT技术)分析一些散射光。最后，我们得到一个拉曼光谱，显示我们所研究的材料的特征信号或“波段”。
拉曼光谱是如何工作的？
令人惊讶的是，它实际上是相当简单的建立一个拉曼光谱仪！如果你浏览YouTube，你甚至会发现DIY视频，这些视频将向你展示如何设置一个非常基本的实验来获取光谱数据。这就是为什么你会发现几乎任何形式的拉曼光谱仪：拉曼手持设备、显微镜和过程光谱仪。
要获得拉曼光谱，你只需要将激光聚焦在你想要研究的样品上。然而，对于用于激发的激光，该样品一定不能显示荧光。如果是这样的话，荧光将覆盖大部分的拉曼效应，因为它是如此微弱的对比。
当激光照射样品后，散射光通过一个滤光片(以去除激发激光中的任何光)。然后它被定向到一个光栅上，光栅像棱镜一样根据波长分布非弹性部分。最后，这些射线被定向到一个CCD传感器，然后根据强度输出光谱。
拉曼光谱是什么样的?
一开始我们提到拉曼光谱包含某些“带”或信号。这些对于某些官能团来说是独特的，对于物质来说也是如此。它们提供有关物质化学成分的信息，也提供有关结晶度、多态性或压力和温度变化的信息。
拉曼光谱是材料研究、新药开发以及任何需要进行纳米级化学微量分析的地方的有力工具。bob综合游戏没错，拉曼光谱可以分析低至0.5µm（500 nm）的样品。你只需要一个共焦拉曼显微镜。
关于拉曼显微镜
通常，用于拉曼光谱的激光是在可见光范围内，这意味着它可以自由通过用于取样载玻片或显微镜镜头的玻璃。因此，将拉曼光谱仪集成到标准显微镜的光学系统中是相当可行的。
事实上，显微镜通常比经典的台式拉曼光谱仪更受青睐，因为它提供了“点射”的方法，不需要大量额外的样品准备。将样品(例如石墨烯纤维)放置在物镜下，用显微镜瞄准并直接分析。
简单地说，拉曼显微镜是一种基于激光的显微设备，用于进行拉曼光谱分析。对于布鲁克来说，拉曼显微镜和成像发挥着核心作用，这就是为什么我们专门为它建立了一个专门的网站。
Raman初学者视频系列
初学者拉曼
拉曼光谱专家Di Yan已经与我们一起创建了一个教育系列，在这个系列中，他以一种有趣而简单的方式为初学者解释拉曼光谱。在YouTube上关注我们，永不错过任何一集！
拉曼光谱常见问题
关于拉曼光谱的常见问题
什么是拉曼光谱学?
拉曼光谱是基于光与物质化学键的相互作用。这提供了关于化学结构、多态、结晶度和分子动力学的详细信息。
拉曼光谱提供了哪些信息？
拉曼光谱就像一个化学指纹，可以清楚地识别分子或物质。就像人类的指纹一样，它可以与参考库进行比较，以快速识别材料或将其与其他材料区分开来。此类拉曼光谱库通常包含数百个光谱，用于比较样品光谱以确定分析物。
它提供了对样本的洞察:
- 化学成分及性质
- 结晶度和多态性
- 污染和缺陷
- 热暴露和机械暴露
是否有样品要求?
拉曼光谱是一种通用的取样技术，因此适用于无机和有机材料。然而，由于它是基于相当弱的拉曼效应，其他光谱效应和某些材料特性可能会产生严重干扰。bob综合游戏
在样品荧光的情况下，样品不会产生良好的拉曼光谱。然而，转向近红外(NIR)激光和FT-Raman技术是一个可行的解决方案。另一个更重要的问题是强吸收(如黑色)样品，例如碳填充聚合物。
获得拉曼光谱需要多少时间?
拉曼测量所需的时间取决于几个因素，如所需的光谱质量、样品性质，当然还有所使用的拉曼光谱仪。通常，在几秒钟内就可以获得高质量的拉曼光谱。
拉曼光谱有哪些应用?
拉曼光谱可用于所有需要非破坏性(微观)化学分析和成像的领域。它提供定性和定量分析问题的答案。
一般来说，拉曼光谱易于使用，并能快速提供关键信息来表征样品的化学成分和结构。基本上，样品是固体、液体还是气体都无关紧要。
以下是拉曼光谱的一些应用：
- 药品
- 地质矿物学
- 半导体
- 材料研究
- 医疗保健
