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yduhv

新虫 (小有名气)

[求助] 拉曼光谱分析已有1人参与

求一下不同拉曼光谱测试的分析方法,不同拉曼位移对应的意义是什么

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rlafite

木虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

拉曼光谱是一种基于光与物质相互作用的光谱技术,它通过检测拉曼散射光(散射光中频率发生偏移的部分)来分析材料的分子振动、旋转和其他低频模态。不同拉曼位移的意义可以与材料的分子结构、化学键、晶格振动等相关。
不同材料的特征拉曼位移与其分子振动模式密切相关,可以通过对特征峰的位置、强度、宽度等参数的分析,识别材料的组成和结构。
例如,碳材料的典型特征峰:
D峰 (~1350 cm⁻¹: 缺陷引起的振动模式。
G峰 (~1580 cm⁻¹: 平面六边形晶格的E₂g模式。
2D峰 (~2700 cm⁻¹: 石墨烯中双光子散射模式。
峰位的变化可以反映材料的应力、掺杂或温度效应。
例如,在半导体中,拉曼位移随应力增加而红移或蓝移,反映应力对晶格振动的影响。
峰的宽度反映了晶格的无序度或缺陷密度。
峰越窄,通常表示晶体质量越高或晶格无序度越低。
不同峰强度的比值可以提供材料的定量信息。
例如,碳材料中,D/G峰强度比 (I_D/I_G) 用于表征缺陷密度。
通过改变激发光的偏振方向,可以分析材料的对称性、取向和分子间的耦合作用。
随温度变化,拉曼峰位和强度可能发生变化,可以用来研究材料的热稳定性和相变行为。
通过记录瞬态过程中的拉曼信号,可以分析动力学过程,比如化学反应和相变。
2楼2025-01-12 04:09:10
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rlafite

木虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

拉曼位移(单位:cm⁻¹)通常与以下物理或化学现象相关:

低频区(<200 cm⁻¹)

晶格振动(声学模):主要与晶格的声学声子模和原子间相互作用有关,尤其是在固体材料中,如晶格的横向声学(TA)和纵向声学(LA)模态。
例如,在二维材料中,低频拉曼峰反映了层间的范德瓦尔斯相互作用。
中频区(200–1200 cm⁻¹)

键的弯曲振动:例如无机化合物的晶格振动或有机分子中的C-H、C-O等基团的弯曲振动。
例如,MnPS₃中,约300–600 cm⁻¹的拉曼位移对应于P-S键和Mn-S键的晶格振动模式。
高频区(1200–4000 cm⁻¹)

键的伸缩振动:如C-H、O-H、N-H等化学键的伸缩振动。
高频峰通常对应于轻原子参与的强共价键(例如O-H伸缩~3600 cm⁻¹)。
超高频区(>4000 cm⁻¹)

此区通常不用于常规拉曼光谱,但一些与等离子体相关的模态或高阶非线性过程可能出现在此区间。
3楼2025-01-12 04:17:29
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rlafite

木虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

典型材料的拉曼位移对应的意义
碳基材料:

D峰 (~1350 cm⁻¹: 缺陷或非晶态碳的振动模式。
G峰 (~1580 cm⁻¹: 石墨的平面晶格振动模式。
2D峰 (~2700 cm⁻¹: 层间相互作用的二阶拉曼峰。
半导体材料(如硅、砷化镓等):

约520 cm⁻¹(Si的TO模式): 代表硅晶体的光学声子振动。
二维材料(如石墨烯、MoS₂等):

E₂g模式: 平面振动。
A₁g模式: 垂直方向的振动模式。
无机晶体(如MnPS₃):

低频峰: 层间耦合模态。
中频峰: Mn-S和P-S的振动模式。
4楼2025-01-12 04:18:52
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