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Raman 簡介 學生:劉璟霈 指導教授:林克默 09/08/28 大綱 摘要 前言 拉曼簡介 (a)拉曼光譜激發 (b)散射 拉曼與紅外線光譜的比較 結論 摘要 拉曼散射的理論顯示其量子化振動改變與紅外光吸收有相同的型式。因此，入射與散射輻射波長的差異對應於中紅外線區。 事實上，對某一物種而言拉曼散射光譜和紅外吸收光譜常相當近似。然而，具紅外線活性原子團和具拉曼活性者有足夠的差異，使此兩種技術能互補而非競爭。 拉曼光譜優於紅外線光譜的重要一點是水不會引起干擾；事實上可以由水溶液測得拉曼光譜。此外，可以用玻璃或石英容槽，因而不需要使用氯化鈉或其他對大氣不穩定的窗口。 前言 拉曼散射是印度物理學家拉曼（C. V. Raman）在1928 年首先發現。他發現某些分子所散射的輻射之一小部份之波長與入射光束不同，且波長的位移依散射分子的化學結構而定 (光子 photon，能量為hv；h為浦郎克(planck)常數，其值為 ；v為頻率) 拉曼位移Δσ與能量差ΔE的關係，如下公式所示: Δσ=σ(雷射光光子能量)－σ′ (散射光光子能量)=ΔE/hc 拉曼光譜激發 拉曼光譜可由一強力的可見或紅外雷射光源照射樣品而獲得。在照射時，散射輻射的光譜在某些角度（通常是90 度）由適宜的光譜量測。 在最佳狀況下，拉曼譜線的強度是光源強度0.001﹪；因此，其偵檢和測量相當困難。所以，必須具有強大激發光源，便於記錄。 拉曼光譜常用的光源有氬離子光源、氪離子光源、氦氖光源、二極體陣列雷射及Nd/YAG 光源 散射 散射光包括三個部份： (a) 散射光頻率=入射光頻率（Rayleigh Scattering） (b) 散射光頻率＞入射光頻率（Anti stokes line） (c) 散射光頻率＜入射光頻率（Stokes line） 拉曼光譜所使用的光源有汞弧光源(high –current dc mercury arc)，以及較常用的He-Ne 雷射光源。同時，由於Stokes line 之強度比anti-Stokes line 要強，故一般僅觀察Stokes line 的部份 。 拉曼光譜與螢光光譜的最大不同是螢光光譜入射頻率的特定值，而拉曼光譜入射光則為任意頻率值，兩者之相同點是均產生光譜頻率不等之譜線。 拉曼散射的光子可失去或得到能量:分子得到能量；稱為史托克斯側(stokes side)；分子失去能量為反史托克斯側(anti-Stokes side)。一般拉曼光譜為測定史托克斯側，也就是光子失去能量或分子得到能量。 CCl4 的拉曼光譜，被λ 0 =488nm 或ν0 =20492cm-1的雷射輻射所激發。峰上的數目是指拉曼位移， Δ ν =(ν0 – ν0 )cm-1。 拉曼與紅外線光譜的比較 對某一個鍵而言，拉曼實驗所觀測到的能量位移應該和此鍵的紅外光吸收譜帶的能量是完全一樣的，只要所涉及的振動模式同時具有紅外光吸收和拉曼散射的活性。 IR Raman CaSO4 H. J. Sloanc 曾根據儀器、樣品處理以及應用性將拉曼與紅外光分光光譜作比較: （a）光學：拉曼分光光度計可以用玻璃或石英光學部份，所以 較不複雜。 （b）偵測器：拉曼儀器使用的光電倍增管偵測器之信號雜音比 （S/N ratio）要比紅外光儀器之熱偵測器要好得多。 （c）分解力：最好的紅外光與拉曼分光計之分解力大約相同。 （～0.2cm-1）。 （d）在IR 光譜中-NH、-CH 之吸收常被-OH 遮蔽，而Raman 光譜中，則容易分辨。Raman 光譜H2O 只在300～600 cm-1有吸收，因此水是一種理想的溶劑，而在IR 則否。 結論 依文獻顯示拉曼光譜運用在鑑定金屬氧化物上，除其靈敏度外，在化學結構有高度分析能力。 拉曼主要量測項目(a)分子結構(b)官能基或化學鍵位置(c)複雜混合液之定量分析。 拉曼光譜好處(a)Raman 光譜不會破壞測試樣品、(b)測試方法簡單、(c)可以in situ 量測、(d)所需樣品很少(~mg)及(e)測試時間短(~ms)。 崑山科技大學奈米技術研發中心 ※圖片擷取自崑山科大網站 Thanks for your attention