振动光谱201Xppt课件

.,第三章振动光谱,VibrationalSpectroscopy(IR2：聚合体；3：碳材料；4：地质学/矿物学/宝石鉴定；5：生命科学;6：医药；7：化学；8：环境；9：物理10：考古；11：薄膜;12:法庭科学:违禁药品检查；区分各种颜料，色素，油漆，纤维等；爆炸物的研究；墨迹研究；子弹残留物和地质碎片研究,拉曼光谱应用领域：,.,1-聚合物,高分子,.,.,Onlyonepointofthesampleisilluminatedbythelaserandthecorrespondingspectrumisrecorded-takesfulladvantageofconfocalfiltering,Detector,Spectralimage,Pointbypointillumination:Samplerasteringinxandy,拉曼光谱成像方法,SampleonXYmotorisedstage,Grating,ImagingAccessories,.,VideoImageofPolymermatrix-Blueboxindicatesmappedarea,RamanMappingusestheconfocalRamanmicroscopetoanalyzediscretepointsacrossasamplesurface.,高分子聚合物,.,SinglespectrumComponent1,SinglespectrumComponent2,TheRamanmapconsistsofthesuperimposedspectraofthebothcomponents.ThecursorsthancanbeusedtogenerateRamanmappedimagesBecauseofconfocalitytheRamanmapcanshowveryexactlythelocalizationofcomp.1and2(spatialresolutionatex=633nm0.8mlateraland1.2maxial),高分子聚合物,.,ConfocalRamanmappedimagegeneratedfromtwodifferentspectralbandsobservedinthepolymermatrix.Thesoftwareisusedtooverlaythetwocomponentmaps,greenandblue.,WhitelightImage,高分子聚合物,.,A.在高分子构象研究中的应用,.,图为拉伸250%的聚酰胺-6薄膜的红外偏振光谱。,.,图为拉伸400%的聚酰胺-6薄膜的偏振拉曼散射光谱。,.,.,.,.,2-纳米材料,.,碳纳米管研究,.,不同管径的碳纳米管与不同激发波长共振,因此可以通过不同激发波长研究不同物性和管径的碳纳米管,.,Densityofelectronstates,Energy,v2,v1,c1,c2,543210-1-2-3-4-5,0246810,Conduction,Valence,玻尔半径,e-,+,dtRadius,TuneableBandgap,.,CNT的拉曼光谱和荧光光谱共点测量,数据来自Prof.Honda,TokyoUniversityofScience,PL光谱和拉曼光谱对于CNT的管径和手性都非常敏感,Raman,PL,由于SWCNTs的发光范围集中在1.0to1.6um,所以有很大的应用前景.,(ArrowsmeanCNTband),LabRAM系列可以共点测量Raman光谱和PL光谱,794nm914nmCCDdetector,1100nm1550nmInGaAsdetector,激发光:785nm,.,Si片表面单根碳纳米管分布,SWNTspectra,262.9-270.6cm-1,165.6-169.5cm-1,157.8-161.7cm-1,RBmode,Gband,SWCNTsofdifferentdtareisolatedonaSiwaferSingleSWCNTislands,.,单根GaN纳米线的偏振拉曼光谱成像,509-552cm-1A1(TO),558-575cm-1E2(high),509-552cm-1A1(TO),558-575cm-1E2(high),Jobin-YvonLabRAMHR800+invertedmicroscope,x100,0.9NA,FranoisLagugn-Labarthetetal.UniVersitBordeaux,France,.,3-医药学-药物成分分布,这个光谱成像显示了药片中3种成分的分布:淀粉;纤维素;MgStearate(药物成分).,.,左图：包裹体白光像点1（绿点）：气相对应光谱中的蓝色线点2（红点）：液相对应光谱中的红色线,4-矿物包裹体中的气泡研究,.,.,沟槽宽度350nm，间距250nm.白光像,Videoimage:onespectrumhasbeenrecordedeach10nm.SamplecourtesyofATMELRousset/UniversitePaulCEZANNE,有图形的Si片表面应力研究,5-应力研究,.,应力研究(形变),压应力:键长减小,峰位向高波数方向移动张应力:键长变长,峰位向低波数方向移动,.,测厚度无损方法？特殊应用中独辟傒径！,清华大学微电子系的MEMS器件,.,选择不同激发波长-应力研究,InstrainmeasurementforsSiandSiGe,thelaserusedwillmostlydependonthepenetrationdepth.UVisusuallyamethodofchoiceduetoitslittlepenetrationinSiliconandGermanium,.,6-拉曼光谱在欧莱雅产品研发中的应用,.,活细胞内药物与细胞的相互作用,.,表面增强拉曼(SERS)简介,什么是表面增强?SERS效应是在激发区域内,由于样品表面或近表面的电磁场的增强导致的拉曼散射信号极大的增强.怎么得到表面增强?-远小于激发波长的金属颗粒(Au,Ag)会使电磁场增强-增强的电磁场可以使在金属颗粒表面的分子拉曼信号极大的增强-激光激发了金属表面的等离子体,IRamanPP(电子偶极子)=(分子极化率).(内电场),.,7、拉曼谱在材料表面化学研究中的应用,.,由图可见，红外反射吸收光谱与PNA的普通透射谱(见图2-58)没有明显的区别，,.,.,.,.,.,8、,拉曼光谱在生物大分子研究中的应用,.,.,磷灰石的RAMAN谱,.,iIJ)更具特征性,.,1、可方便地测定聚烯烃的内、外双键和顺、反结构。如聚异戊二烯的拉曼光谱，1,4结构的谱带在1662cm-1，3,4结构在1641cm-1，1,2结构的谱带在1689cm-1。,2、研究高聚物的结晶和取向,10拉曼光谱的其他应用,.,4、用拉曼光谱研究生物大分子,研究生物大分子的结构和行为，多处于水溶液体系，不少情况是带有颜色的，显然用红外光谱研究是有困难的。用拉曼光谱可以研究。,5、分析共聚物的含量。如氯乙烯和偏二氯乙烯共聚物，氯乙烯组分含量与拉曼谱带2960cm-1/2926cm1(内标）强度有线性关系。,3、区分同类型聚合物,.,练习,1波长为10um的IR光的波数是多少？2CO的IR谱中有2170cm-1的吸收带，求C-O键的力常数。3Ar气、氧气、氮气的IR吸收带在何位置？,.,作业题1