拉曼問題匯總:拉曼光譜百問解答總結(二)
? 十三.金紅石和銳鈦礦對紫外Raman的響應差別大不大?同樣條件下的金紅石和銳鈦礦的Raman峰會不會差很多?
用不同的激發光激發樣品,若,激光對樣品沒有破壞作用,拉曼譜圖中譜峰的相對強度有時會發生一些變化,但不會完全變了,否則就很難用拉曼光譜進行定性分析了。
TiO2礦物的情況比較特殊,它們有三種晶型:銳鈦礦、板鈦石和金紅石,其中板鈦礦比較少見。銳鈦石的特征是142cm-1左右的強峰,金紅石中此峰消失或很弱。但我們經常見到的不是這兩種極端情況,而多是介于金紅石或銳鈦石中間的TiO2相。有時一個顆粒中,若激光作用在不同的點上,也會打出差別較大的譜圖來。
你說的情況,可能有兩個原因:
一是換波長后,激光與樣品的作用點移動;
二是激光的能量使樣品的晶型發生變化,我個人覺得第一種的可能性較大。
十四.什么是3CCD?
CCD,是英文Charge Coupled Device,即,電荷耦合器件的縮寫,它是一種特殊半導體器件,上面有很多一樣的感光元件,每個感光元件叫一個像素。CCD在攝像機里是一個極其重要的部件,它起到將光線轉換成電信號的作用,類似于人的眼睛,因此其性能的好壞將直接影響到攝像機的性能。
衡量CCD好壞的指標很多,有像素數量,CCD尺寸,靈敏度,信噪比等,其中像素數以及CCD尺寸是重要的指標。像素數是指CCD上感光元件的數量。攝像機拍攝的畫面可以理解為由很多個小的點組成,每個點就是一個像素。顯然,像素數越多,畫面就會越清晰,如果,CCD沒有足夠的像素的話,拍攝出來的畫面的清晰度就會大受影響,因此,理論上:CCD的像素數量應該越多越好,但,CCD像素數的增加會使制造成本以及成品率下降,而且,在現行電視標準下,像素數增加到某一數量后,再增加對拍攝畫面清晰度的提高效果變得不明顯,因此,一般一百萬左右的像素數對一般的使用已經足夠了。
單CCD攝像機是指攝像機里只有一片CCD并用其進行亮度信號以及彩色信號的光電轉換,其中色度信號是用CCD上的一些特定的彩色遮罩裝置并結合后面的電路完成的。由于,一片CCD同時完成亮度信號和色度信號的轉換,因此難免兩全,使得拍攝出來的圖像在彩色還原上達不到專業水平很的要求。為了解決這個問題,便出現了3CCD攝像機。
3CCD,顧名思義,就是一臺攝像機使用了3片CCD。我們知道,光線如果通過一種特殊的棱鏡后,會被分為紅,綠,藍三種顏色,而這三種顏色就是我們電視使用的三基色,通過這三基色,就可以產生包括亮度信號在內的所有電視信號。如果分別用一片CCD接受每一種顏色并轉換為電信號,然后經過電路處理后產生圖像信號,這樣,就構成了一個3CCD系統。
和單CCD相比,由于3CCD分別用3個CCD轉換紅,綠,藍信號,拍攝出來的圖像從彩色還原上要比單CCD來的自然,亮度以及清晰度也比單CCD好。但由于使用了三片CCD,3CCD攝像機的價格要比單CCD貴很多,所以只有專業用的攝像機才會使用3CCD。
十五.請教我所作的實驗是用檸檬酸金屬鹽溶膠拉制成纖維,想做一下拉曼光譜來證明是否有線性分子的存在,可以嗎?
1.當然可以了,但是這要拉曼方面比較深厚的基礎,可以先建立模型進行模擬,然后跟實驗相對照,能對應就是最大的說服力了,說不定能發到國際上影響力很高的雜志呢
2.拉曼光譜應該和分子的對稱性相關,通過群論可以知道那些譜峰是有活性的,理論上是可以做到的,但是,對于較大的分子可能不容易啊!
十六.在測量拉曼光譜儀的靈敏度參數時,有人提出,單晶硅的三階拉曼峰的強度跟硅分子的取向(什么111,100之類)的有關,使用不同取向的硅使用與其相匹配的激光照射時,其強度嚴重不一樣,是這樣嗎?不知道大家測量激光拉曼光譜儀的靈敏度時都是怎么測量的?
1.是的,硅單晶片放置的方向不同峰的強度不同。一般只觀察520cm-1峰的強度,不同的硅片取向,不同倍數的物鏡,長焦物鏡或短焦物鏡,520cm-1峰的強度都不同。
2.520cm-1處好像不是硅的三階峰的位置吧,測試靈敏度的時候一般是硅的三階峰的信噪比來衡量呀。520處是跟硅的取向有關系,但是單晶硅的三階拉曼峰呢?
3. 硅三階峰位置1440cm-1。
4.關于硅晶體各向異性的說明可以做偏振拉曼光譜,有些樓主同志說拉曼強度跟光源強度,透鏡倍數,等因素有關,說法沒錯,但是,這個跟硅的各向異性并沒多大關系,隨便一個樣品的拉曼強度都跟這些因素有關!
硅的各向異性,比如,以VV偏振沿硅的111和110面做譜圖,在光源強度,透鏡倍數等因素都相同條件下拉曼強度是不一樣的,根據這些強度還有入射角度,偏振配置可以計算出硅的各向異性指標!
這里可能涉及到很多拉曼光譜的原理和偏振光學,偏振配置等一些計算方法(涉及到的理論包括:群論,晶體結構理論,固體物理,偏振光學,拉曼原理等理論)。
十七.請問如何進行拉曼光譜數據處理?
1.可以找相關的拉曼書上有一些特征峰的波數,自己對照分析。也可以在儀器軟件中的標準譜圖搜索,不過標準譜圖不太多的
2.如果,你有數據庫可以先比對一下能否確定物質種類,其次可以對峰位、信號強度等信息用曲線擬合方式進行分析。
十八.拉曼系統自檢具體是檢測哪些硬件?是個什么過程?
主要是檢測儀器內的運動部件,如,需要旋轉角度的光柵等。。。這種部件都會有自己的“機械零點”作為參考點。
十九.請教作激光拉曼測試,樣品如何預處理?
1.一般來說,樣品都不需要做預處理,不像紅外那樣麻煩。分析固體和液體比較容易,氣體就難了,除非密度很大,否則只能用大型拉曼
2.表面打磨一下或用酒精丙酮一類的東西清洗一下更好,不這樣也行,在做的時候聚焦在比較干凈平整的地方就行。
二十.請問激光拉曼光譜是什么意思?
拉曼光譜是一種散射光譜,利用激光(多用可見激光,有時也用紫外激光,在付里葉變換拉曼光譜儀中則用近紅外激光)照射樣品,通過檢測散射譜峰的拉曼位移及其強度獲取物質分子振動—轉動信息(這些信息在紅外光譜區)的一種光譜分析法。
拉曼光譜與紅外光譜俗稱姊妹譜,都用于檢測物質分子的振動-轉動信息。所不同的是,紅外光譜是通過直接檢測樣品對紅外光的吸收情況來獲得的。
二十一.請教喇曼譜實驗時,如何選擇激發波長,1064nm?還是785nm or 633nm?
1.多看看相關文獻,我做的蛋白質常用514nm,也可以用紫外200nm附近激發即為共振拉曼,濃度低也可以測。
2.理論上講,拉曼光譜與激發光的波長無關,但是,有的樣品在一種波長的激光激發下會產生強烈熒光,對拉曼光譜產生干擾。這時要換一種激發光,以避開熒光的干擾。若樣品在不同激光激發下都不發熒光,則隨使用哪一種激光都可以。
3.根據瑞利定律,拉曼散射線的強度與激發光波長的四次方成反比,如果,不考慮檢測器等因素,當然是激發光的波長越短越好,最好是紫外激光,但,可惜的是,現在用于拉曼光譜儀上的CCD最好的響應波長在620nm左右,480nm以下的響應非常差,若CCD技術不進一步改進,紫外激光器對拉曼光譜儀很難說是一種有用的激光器。
二十二.拉曼信號對入射角和出射角的響應又是什么樣?我的樣品是有襯底支持的薄膜樣品(膜厚幾百納米~幾微米),怎樣扣除襯底的影響?
1.從散射載面看,散射光的收集方向與入射光方向成90度效果最好,但現在的小拉曼光譜儀都是用背散射方向,因為儀器的靈敏度提高了,接收方向一般不是個問題,除非想做偏振研究。
2.扣背底問題:有一個說法是“樣品+襯底”做一張圖,“襯底”做一張圖,然后數據相減,但實踐證明這種方法不是很好,經常出現負峰或譜圖怪異現象。干嗎非要扣背底呢?背底留著也能說明點問題,除非樣品峰與背底峰有干擾。如果有干擾,試試所謂共焦(confocal)技術看看靈不靈。
二十三.微區拉曼和普通拉曼有區別嗎,尤其在圖譜上?多晶,單晶和非晶拉曼有何區別?
1.
1)微區拉曼和普通拉曼只是實驗方法不同,拉曼譜圖的形狀原則上只取決于樣品,當然實驗方法不同對拉曼光譜圖的記錄效果有影響。
2)若不做偏振實驗,單晶和粉晶的拉曼光譜圖不會有太大差別,只是某些譜峰的相對強度有些不同。單晶與粉晶的拉曼光譜圖中的譜峰較尖銳,而非晶的譜峰趨于寬化。
2.微區拉曼和普通拉曼應是測試范圍上的不同吧!
二十四.我是做復合材料的研究的,主要是:想研究纖維增強復合材料的界面性能?
確實,理論上是可以,目前,使用拉曼光譜測定晶體應力分布已經很成熟了,如,在半導體行業已經作為質量控制的主要手段——對半導體器件進行逐點掃描,再以特征信號的峰位為參量生成圖像,便可反映出應力空間分布情況,從而,指導工藝盡量避免應力的發生。