拉曼光譜和拉曼光譜術(shù)(編輯修改稿)
2025-09-01 08:51 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 曼偏振測量技術(shù)，還可獲得有關(guān)分子對稱的信息。共振增強和表面增強拉曼光譜術(shù)在分析化學領(lǐng)域能夠發(fā)揮的巨大作用早已引起關(guān)注。拉曼散射的基本原理圖如圖1所示，當頻率為v0的單色光作用于分子時，可能發(fā)生彈性碰撞或非彈性碰撞。原來處于基態(tài)Ev=0的女子愛到能量為hv0的入射光子激發(fā)而躍遷到一個受激虛態(tài)，因其不穩(wěn)定而立即輻射躍遷回到基態(tài)Ev=0，此過程對應(yīng)天彈性碰撞，輻射躍遷的頻率為v0，為瑞利散射線；處于虛態(tài)的分子也可以躍遷到激發(fā)態(tài)Ev=1，這種過程對應(yīng)于非彈性碰撞，光子的部分能量傳遞給分子，輻射躍遷的頻率為v0v，為拉曼散射的斯托克斯線。類似的過程也可能發(fā)生在處于激發(fā)態(tài)Ev=1的分子受到能量為hv0的入射光子激發(fā)而躍遷到受激虛態(tài)，而后輻射躍遷回到激發(fā)態(tài)Ev=1，此過程對應(yīng)于彈性碰撞，輻射躍遷頻率為v0，為瑞利散射線；處于虛態(tài)的分子也可能躍遷到基態(tài)Ev=0，這種過程對應(yīng)于非彈性碰撞，光子從分子振動或轉(zhuǎn)動中得到能量，輻射躍遷的頻率為v0+ v，為拉曼散射的反斯托克斯線。圖1 拉曼散射和瑞利散射的能級圖表面增強拉曼散射(Surface Enhanced Raman Scattering ， 簡稱SERS) 是指當一些分子被吸附到某些粗糙的金屬(如銀、銅、金等) 表面上時，它們的拉曼散射強度會增加104～107倍。SERS的實驗方法一般的拉曼光譜儀都能用來進行SERS的測量，測量系統(tǒng)由三部分組成：（1）激光光源（2）拉曼光譜儀和檢測系統(tǒng)（3）樣品池。作為激發(fā)光源的激光器一般用氣體離子激光哭或染料激光器，其選擇與所用的金屬基體有關(guān)。當用銀作基體時，氬離子、氦氖或染料激光器都可用，但金或銅作基體時，只有能產(chǎn)生紅光的激器，如氪離子、氦氖或染料激光器才能使用，因為在金或銅基體上，當激光的波長小于600nm時，SERS效應(yīng)很小甚至沒有。樣品池的設(shè)計與樣品的種類有關(guān)，當被測樣品吸附在銀或金溶膠上時，用石英玻璃或硬玻璃管作樣品池。當樣品被吸附在表面粗糙化的金屬片上時，可把金屬片直接安裝在拉曼光譜儀的樣品架上或放在石英玻璃或硬玻璃管中，如果測量吸附在電極表面的樣品的SERS時，則要設(shè)計特殊的電化學池。SERS的實驗特性1 SERS最重要的特性是有很大的增強因子。吸附到某些粗糙的金屬(如銀、銅、金等) 表面上時，它們的拉曼散射強度會增加104～107 倍。2 只有少數(shù)基體能產(chǎn)生SERS效應(yīng)。銀、金和銅因為有很大的增強效應(yīng)而被用來作為SERS的金屬基體。鎳、鋁、鋰、鈉、鉀和鉑也有一定的增強作用。另外在某些半導體上，如硫化鎘、三氧化二鐵、二氧化鈦等表面也能觀察到SERS效應(yīng)。3 金屬只有在它的表面被粗糙化后才能顯示出SERS效應(yīng)。4 所有SERS譜峰的退偏比都在0。60。75之間。5 SERS光譜沒有倍頻峰，表明SERS并不是簡單的共振效應(yīng)引起的。6 SERS光諳實際上是SERS譜峰與連續(xù)背景疊加而成，此背景從瑞利線尾部一直延伸到4000cm1處，在50600 cm1范圍內(nèi)，該背景強度隨波數(shù)增加而降低，在6004000 cm1范圍內(nèi)，其強度基本不變。表面增強拉曼散射原理圖2是表面增強拉曼的散射原理示意圖。當分子吸附在納米尺度的金屬介質(zhì)附近（金屬小球表示），其接受到的場強EM由兩部分組成，一是場強為E0的入射光強；二是由金屬小球感應(yīng)偶極子產(chǎn)生的電場Esp，即。其中可以表示為：。在滿足表面等離子共振條件時（，Im(x)；較小時），將會變得非常大，分子處在有效電場將入射光強。如果拉曼散射光與金屬小球表面發(fā)生表面等離子體共振，其電場也將得到增強。綜合考慮上述兩種因素，可以得到總的電磁場增強因子。圖2 表面增強拉
法律信息相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1