Tán xạ Raman

Giới thiệu về tán xạ Raman và quang phổ

Tổng quan
Các Ứng dụng
Trích dẫn và tài liệu tham khảo
Các Sản phẩm liên quan
Câu Hỏi Thường Gặp

Tán xạ Raman là gì?

Tán xạ Raman, thường được gọi là hiệu ứng Raman, là một hiện tượng quang học trong đó sự tương tác của ánh sáng kích thích đến với mẫu tạo ra ánh sáng tán xạ. Năng lượng của ánh sáng tán xạ bị giảm bởi các chế độ rung động của các liên kết hóa học có trong mẫu vật.

Khi ánh sáng từ tia laser (tần số đơn ) tiếp xúc với một mẫu, nó sẽ thay đổi sự phân cực của đám mây electron của phân tử, để phân tử ở trạng thái năng lượng ảo tạm thời, cao hơn. Trạng thái ảo này tồn tại trong thời gian ngắn, và năng lượng phát ra lại được giải phóng dưới dạng ánh sáng tán xạ.

Ánh sáng tán xạ có thể là:

Đàn hồi (Tán xạ Rayleigh), năng lượng giải phóng ở cùng tần số với bức xạ tới ; hoặc
Không đàn hồi (Tán xạ Raman), giải phóng năng lượng ở tần số cao hơn hoặc thấp hơn so với bức xạ tới

Quá trình tán xạ Raman

Quá trình tán xạ Raman, như được mô tả bởi cơ học lượng tử, là khi các photon tương tác với một phân tử và phân tử có thể được tiến lên trạng thái ảo, năng lượng cao hơn. Từ trạng thái năng lượng cao hơn này, có thể có một vài kết quả khác nhau. Một kết quả như vậy là phân tử thư giãn đến mức năng lượng rung động khác với trạng thái ban đầu của nó tạo ra một photon có năng lượng khác nhau. Sự khác biệt giữa năng lượng của photon tới và năng lượng của photon tán xạ được gọi là dịch chuyển Raman.

Khi sự thay đổi năng lượng của photon tán xạ nhỏ hơn photon tới, tán xạ được gọi là tán xạ Stokes. Một số phân tử có thể bắt đầu ở trạng thái kích thích rung động và khi chúng chuyển sang trạng thái ảo năng lượng cao hơn, chúng có thể thư giãn đến trạng thái năng lượng cuối cùng thấp hơn trạng thái kích thích ban đầu. Sự tán xạ này được gọi là chống Stokes.

Quá trình tán xạ Raman sơ đồ dịch chuyển raman

Phương pháp tán xạ Raman

Tùy thuộc vào ứng dụng mà có các phương pháp tán xạ Raman khác nhau để lựa chọn. Mỗi phương pháp đều có những ưu điểm và nhược điểm cụ thể so với những phương pháp khác. Ngoài ra, không phải tất cả các phương pháp tán xạ Raman này đều có thể được thực hiện trên một máy quang phổ Raman duy nhất. Các phương pháp này yêu cầu một thiết lập cụ thể từ cấu hình thiết bị tương đối đơn giản với giá cả vừa phải đến thiết bị khá phức tạp và đắt tiền. Tuy nhiên, để có được sự hiểu biết về phản ứng tại chỗ, thời gian thực và tối ưu hóa quy trình, một trong các phương pháp tán xạ Raman sau đây có thể là phương tiện duy nhất để làm như vậy:

Tán xạ Raman kích thích (SRS)
Tán xạ Raman tăng cường bề mặt (SERS)
Tán xạ Raman chống Stokes mạch lạc (CARS)

Tán xạ Raman kích thích (SRS) là một ví dụ khác về quang phổ Raman phi tuyến tính. Sự tán xạ Raman được kích thích diễn ra khi có một số lượng dư thừa các photon Stokes hoặc được cố tình thêm vào chùm tia kích thích. Bước sóng này trùng với chế độ mạnh nhất trong phổ Raman thông thường, sau đó được khuếch đại rất nhiều trong khi tất cả các chế độ hoạt động Raman khác bị triệt tiêu.

Người ta đã phát hiện ra rằng nếu một mẫu được chiếu xạ bằng một xung laser rất mạnh, có thể quan sát thấy các hiện tượng phi tuyến tính mới. Điện trường được tạo ra bởi laser xung lớn hơn khoảng 5 bậc độ lớn so với điện trường được tạo ra bởi laser sóng liên tục (CW), biến đổi một phần trăm ánh sáng tới lớn hơn nhiều thành tán xạ Raman hữu ích và cải thiện đáng kể tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu dẫn đến giới hạn phát hiện thấp hơn có thể đo lường được so với quang phổ Stokes Raman tiêu chuẩn.

Tán xạ Raman tăng cường bề mặt (SERS) là một phương pháp được sử dụng để khuếch đại tín hiệu Raman yếu . Tín hiệu Raman vốn dĩ yếu, là kết quả của số lượng photon tán xạ có sẵn để phát hiện thấp về mặt thống kê.

SERS sử dụng bề mặt kim loại có cấu trúc nano hoặc nhám , thường là vàng hoặc bạc. Kích thích laser của các cấu trúc kim loại này thúc đẩy điện tích bề mặt để tạo ra trường plasmon cục bộ, một điện trường tăng cường.

Khi một phân tử ở gần bề mặt và do đó điện trường tăng cường, có thể quan sát thấy sự tăng cường lớn trong tín hiệu Raman , dẫn đến tín hiệu Raman lớn hơn nhiều bậc so với tán xạ Raman thông thường. Điều này giúp bạn có thể phát hiện nồng độ thấp mà không cần thêm các bước vào quy trình như dán nhãn và sau đó là phép đo huỳnh quang.

SERS đang tìm thấy việc sử dụng ngày càng tăng trong các ứng dụng khác nhau, từ khám phá thuốc đến thử nghiệm phân tích - trong phòng thí nghiệm và thực địa, xét nghiệm pháp y và chẩn đoán y tế.

Sơ đồ tán xạ Raman chống Stokes mạch lạc

Tán xạ Raman chống Stokes kết hợp (CARS) dựa trên quá trình trộn phi tuyến của nhiều tia laser được sử dụng để tăng cường tín hiệu Raman yếu (tự phát). Trong quá trình CARS, chùm tia laser bơm và chùm tia laser Stokes tương tác, tạo ra tín hiệu chống Stokes ở một tần số nhất định. Khi chênh lệch tần số (tần số nhịp) giữa bơm và laser Stokes khớp với tần số của chế độ rung động chủ động Raman, Các dao động phân tử được điều khiển một cách mạch lạc. Điều này dẫn đến tín hiệu Raman chống Stokes (bước sóng ngắn hơn) được tăng cường.

Hai lĩnh vực được hưởng lợi từ sự phát triển của công nghệ CARS là sinh học tế bào và hình ảnh mô. Theo truyền thống, thẩm vấn tế bào được thực hiện bằng quang phổ huỳnh quang. Với CARS, có thể thu thập cùng một thông tin cụ thể về mặt hóa học mà không cần dán nhãn phân tử quan tâm, do đó cung cấp thông tin từ quy mô dưới micron.

Tán xạ Raman vs Rayleigh

Hầu hết các photon tán xạ đàn hồi khi tương tác với một phân tử. Một phần nhỏ (khoảng 1 trong 10 triệu photon) bị tán xạ không đàn hồi với tần số khác và thường ở tần số thấp hơn so với các photon tới. Các photon tán xạ đàn hồi được gọi là tán xạ Rayleigh và không có giá trị phân tích. Các photon tán xạ không đàn hồi được gọi là tán xạ Raman.

C.V. Raman đã chỉ ra rằng năng lượng của các photon bị tán xạ không đàn hồi đóng vai trò như một 'dấu vân tay' cho chất tán xạ ánh sáng. Do đó, quang phổ Raman hiện được sử dụng phổ biến trong các phòng thí nghiệm và quy trình hóa học để xác định hầu như bất kỳ vật liệu nào.

Stokes và Anti-stokes Raman tán xạ

Sơ đồ mức năng lượng được đưa ra trong hình minh họa tán xạ Raman. Trạng thái ban đầu thường là trạng thái mức rung động mặt đất (v0) và trạng thái cuối cùng (v1). Tán xạ Raman yêu cầu hai bước để phân tử thành tán xạ Raman:

Năng lượng photon kích thích phân tử thành trạng thái năng lượng ảo
Phân tử thư giãn (tán xạ Raman) đến trạng thái nền cao (ví dụ: v1)

Tán xạ rayleigh, còn được gọi là tán xạ đàn hồi, xảy ra nếu tần số kích thích bằng bức xạ tán xạ như trong Hình 1 (E1 = E2). Tán xạ Rayleigh không cung cấp bất kỳ thông tin nào về thành phần hóa học của phân tử.

Tán xạ Stokes, còn được gọi là tán xạ không đàn hồi, xảy ra nếu phân tử có sự thay đổi ròng về năng lượng rung động như được hiển thị ở phía bên phải của hình (E1>E2). Trái ngược với tán xạ Rayleigh, tán xạ Stokes cung cấp thông tin về thành phần hóa học của một phân tử.

Các ứng dụng của tán xạ Raman

Đa hình tinh thể: Đa hình xảy ra khi một phân tử có thể tồn tại ở nhiều trạng thái tinh thể. Nhiều vật liệu tinh thể có thể tạo thành các đa hình khác nhau để giảm thiểu năng lượng mạng tinh thể của chúng trong các điều kiện nhiệt động lực học cụ thể. Trong khi bản chất hóa học vẫn giữ nguyên, các tính chất vật lý (độ hòa tan, hòa tan, tạo mầm và động học tăng trưởng, sinh khả dụng, hình thái và đặc tính phân lập) có thể khác nhau giữa các đa hình. Quang phổ Raman lý tưởng để ghi lại sự khác biệt về hình thức và đo lường các dạng trong khi tối ưu hóa quá trình kết tinh .

Trùng hợp: Quang phổ Raman có xu hướng cung cấp tín hiệu mạnh hơn (so với IR) từ xương sống phân tử, đặc biệt là liên kết carbon kép và ba. Vì lý do này, Raman có thể là lựa chọn tốt hơn để xác định polyme và theo dõi các phản ứng trùng hợp. Hóa học đùn, phân tích cấu trúc vi mô trong quá trình trùng hợp và tính toán mật độ polyetylen (LDPE / HDPE) chỉ là một vài ứng dụng thực tế mà quang phổ Raman được sử dụng.

Tổng hợp hóa học: Quang phổ Raman tại chỗ là một kỹ thuật hữu ích để theo dõi các biến phản ứng chính của tổng hợp hóa học trong đó quang phổ hồng ngoại có thể không nhạy như vậy (ví dụ: silicone, thiol, disulfide, v.v.). Các biến phản ứng chính như bắt đầu, điểm cuối, động học, (các) trung gian thoáng qua và thông tin cơ học là những khía cạnh quan trọng cần biết và mô tả đầy đủ để đảm bảo một phương pháp phát triển quy trình an toàn và mạnh mẽ.

Quang phổ IR vs Raman

Quang phổ Raman là một dạng tán xạ của quang phổ phân tử và thường được so sánh với quang phổ hồng ngoại vì cả hai đều cung cấp thông tin về cấu trúc và tính chất của các phân tử từ quá trình chuyển đổi rung động của chúng. Trái ngược với Raman, quang phổ hồng ngoại là một kỹ thuật hấp thụ xảy ra khi tần số của ánh sáng đến bằng tần số rung động của một chế độ rung động cụ thể của phân tử cho phép photon được hấp thụ (không tán xạ). Đây là một sự kiện photon đơn lẻ đối với mômen lưỡng cực của phân tử.

Các chuyển đổi phân tử cụ thể này, đối với cả IR và Raman, khi được vẽ dưới dạng quang phổ cung cấp một mẫu hoặc dấu vân tay duy nhất cho hợp chất đang được nghiên cứu. Do tính chất đối xứng của một phân tử, các rung động được nhìn thấy trong phổ Raman, có thể không được nhìn thấy (hoặc quan sát yếu) trong quang phổ IR và ngược lại khi thẩm vấn các phân tử bất đối xứng. Hành vi này được tóm tắt trong các quy tắc lựa chọn chi phối các loại tương tác này . Dựa trên thông tin phân tử tương tự nhưng độc đáo thu được từ các kỹ thuật này, Raman và IR được coi là công nghệ bổ sung.

Tìm hiểu thêm về Quang phổ IR vs Raman

Dụng cụ quang phổ Raman trong lò phản ứng hóa học

Quang phổ tán xạ Raman

Quang phổ Raman phát hiện tán xạ

Tia laser đóng vai trò là nguồn kích thích để gây ra tán xạ Raman trong máy quang phổ Raman hiện đại, có một số bộ phận cơ bản. Cáp quang được sử dụng để gửi và nhận năng lượng laser từ mẫu. Sự tán xạ Rayleigh và chống Stokes được loại bỏ bằng một bộ lọc rãnh hoặc cạnh, và ánh sáng vẫn bị tán xạ bởi Stokes sau đó được gửi đến một phần tử phân tán, thường là một lưới ba chiều . Sau đó, ánh sáng được thu bởi một máy dò CCD, tạo ra quang phổ Raman. Điều quan trọng là các thành phần chất lượng cao, phù hợp về mặt quang học phải được sử dụng trong máy quang phổ Raman vì tán xạ Raman tạo ra tín hiệu mờ.

Thành công của quang phổ Raman đến từ những điều sau:

Việc sử dụng laser diode rất nhỏ gọn và ổn định để kích thích
Máy quang phổ ánh sáng đi lạc thấp, thu nhỏ
Những tiến bộ trong thiết kế và sản xuất các bộ lọc quang học hiệu quả và chính xác để chọn và cô lập tán xạ Raman khỏi bước sóng laser (tán xạ Rayleigh )
Mảng CCD hiệu suất cao để phát hiện và xử lý tín hiệu tán xạ Raman yếu.

Những tính năng này góp phần vào thiết bị đã đưa Raman được chấp nhận rộng rãi trong các phòng thí nghiệm phân tích và phát triển quy trình.

Máy quang phổ Raman có thể được kết hợp với lò phản ứng phòng thí nghiệm tự động để cung cấp một máy trạm độc đáo và tự động cho các cuộc điều tra kết tinh và đa hình, tiết kiệm thời gian và nguồn lực quý báu. Chia sẻ dữ liệu giữa các hệ thống mang lại một cái nhìn tổng quan toàn diện và báo cáo về các sự kiện quan trọng (chẳng hạn như liều lượng, thay đổi nhiệt, sự khởi đầu của quá trình chuyển đổi đa hình, kết thúc quá trình chuyển đổi, v.v.) tất cả trong một thí nghiệm duy nhất .

ReactRaman™ 802L

Quang phổ Raman, đơn giản hóa

Từ thu thập dữ liệu đến phân tích, ReactRaman™ với iC Raman™ mang đến phân tích thành phần cho mọi phòng thí nghiệm. Lựa chọn thông số tự động cung cấp thu thập dữ liệu chính xác, cho phép các nhà khoa học có được kết quả tự tin. Ngay lần đầu tiên, mọi lúc, trong mọi quy trình với mọi người dùng.

Hiệu suất nhỏ gọn
Hiệu suất hàng đầu với độ ổn định và độ nhạy tuyệt vời trong một gói nhỏ gọn, có thể xếp chồng lên nhau. Triển khai có thể ở bất kỳ đâu trong phòng thí nghiệm cho hàng loạt hoặc luồng. Một đầu nối mạnh mẽ duy nhất mang lại sự an toàn vốn có và đảm bảo căn chỉnh cho các phép đo không phải lo lắng.

Thử nghiệm giàu thông tin
Thu thập và phân tích dữ liệu nhanh chóng và dễ dàng với Phần mềm iC tiêu chuẩn công nghiệp để phân tích phản ứng. Phần mềm iC kết hợp liền mạch nhiều luồng dữ liệu trực giao để liên kết các biến quy trình thúc đẩy sự hiểu biết toàn diện về quy trình.

Chia sẻ chuyên môn
Hàng ngàn cài đặt PAT trên khắp thế giới và bốn thập kỷ kinh nghiệm được tích hợp vào ReactRaman 802L. Đội ngũ hỗ trợ chuyên gia toàn cầu của chúng tôi cam kết đảm bảo thành công của người dùng thông qua đào tạo và phát triển ứng dụng, trực tiếp hoặc ảo, bất cứ khi nào cần thiết.

Tìm hiểu thêm về máy quang phổ ReactRaman.

Trích dẫn và tài liệu tham khảo

Tán xạ Raman trong các ấn phẩm tạp chí

Kordes, BR, Ascherl, L., Rüdinger, C., Melchin, T., & Agarwal, S. (2023). Cạnh tranh giữa thủy phân và trùng hợp mở vòng gốc của MDO trong nước. Ai tạo ra cuộc đua? Đại phân tử , 56 (3), 1033–1044. https://doi.org/10.1021/acs.macromol.2c01653
Li, M., Jin, Z., Han, D., Wu, S., & Gong, J. (2023). Lựa chọn đồng trước cho các công thức axit amin đồng định hình / spironolactone và khám phá động học vô định hình của hệ thống. Tăng trưởng và Thiết kế Pha lê, 23(3), 1511–1521. https://doi.org/10.1021/acs.cgd.2c01092
Yao, Y., Yin, Z., Niu, M., Liu, X., Zhang, J., & Chen, D. (2023). Đánh giá 1,3-dioxolane trong việc thúc đẩy động học hydrat CO2 và tầm quan trọng của nó trong việc cô lập CO2 dựa trên hydrat. Tạp chí Kỹ thuật Hóa học, 451, 138799. https://doi.org/10.1016/j.cej.2022.138799
Kocevska, S., Maggioni, GM, Crouse, SH, Prasad, R., Rousseau, R., & Grover, MA (2022). Ảnh hưởng của tương tác ion đối với phổ Raman của NO3−: Hướng tới giám sát chất thải hạt nhân hoạt động thấp tại Hanford. Nghiên cứu & Thiết kế Kỹ thuật Hóa học, 181, 173–194. https://doi.org/10.1016/j.cherd.2022.03.002
Sarkar, K., Torresgrossa-Allen, S., Langer, M., Durm, G., Narayanan, S., Elzey, BD, & Won, Y. (2022). Tóm tắt 304: Ảnh hưởng của hóa học lập thể paclitaxel đối với việc giải phóng paclitaxel do tia X kích hoạt từ các hạt nano PEG-PLA cùng tải CaWO4 / paclitaxel. Nghiên cứu Ung thư, 82 (12_Supplement), 304. https://doi.org/10.1158/1538-7445.am2022-304
Wu, Y., Dong, C., Bai, X., & Yuan, C. (2022). Vai trò của các hạt T-ZnOw và MoS2 trong rung động do ma sát làm giảm quá trình polyme. Vật liệu & Thiết kế, 224, 111361. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2022.111361
Yang, L., Zhang, Y., Liu, P., Wang, C., Qu, Y., Cheng, J., & Yang, C. (2022b). Động học và mô hình cân bằng quần thể của sự kết tinh chống dung môi của indomethacin đa hình. Tạp chí Kỹ thuật Hóa học, 428, 132591. https://doi.org/10.1016/j.cej.2021.132591
Yao, Y., Chen, D., & Yin, Z. (2022). Về tầm quan trọng của nồng độ DIOX trong việc thúc đẩy sự hình thành CH4 hydrat: Một nghiên cứu nhiệt động lực học và động học. Nhiên liệu, 324, 124355. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2022.124355
Zhao, C., Su, X., Fang, L., Shang, Z., Li, Z., Gong, J., & Wu, S. (2022). Phân tích đa biến của viên nén kết hợp thuốc hiệu quả cao có chứa thuốc chống động kinh Gabapentin để tăng cường đặc tính dược phẩm với chiến lược tinh thể đa thành phần. Tăng trưởng & Thiết kế Tinh thể, 22(12), 7234–7247. https://doi.org/10.1021/acs.cgd.2c00904
Christensen, M., Yunker, LPE, Shiri, P., Zepel, T., Prieto, PC, Grunert, S., Bork, F., & Hein, JE (2021a). Tự động hóa không phải là tự động. Khoa học hóa học, 12(47), 15473–15490. https://doi.org/10.1039/d1sc04588a
Kocevska, S., Maggioni, GM, Rousseau, R., & Grover, MA (2021). Định lượng quang phổ của các loài mục tiêu trong một hỗn hợp phức tạp bằng cách sử dụng tách nguồn mù và hồi quy bình phương nhỏ nhất một phần: Nghiên cứu điển hình về chất thải Hanford. Nghiên cứu Hóa học Công nghiệp & Kỹ thuật, 60(27), 9885–9896. https://doi.org/10.1021/acs.iecr.1c01387
Wang, YX, Gao, J., Dong, L., Wang, Y., Hong, M., & Yang, S. (2021). Điều chỉnh SAPO-34 với axit amin zwitterionic được thiết kế riêng để cải thiện hiệu suất MTO. Vật liệu vi xốp và trung môi, 310, 110590. https://doi.org/10.1016/j.micromeso.2020.110590
Wu, Y., Zhang, H., Wang, N., Chen, T., & Liu, Y. (2021b). Nghiên cứu về mối quan hệ biến đổi tinh thể của Valacyclovir Hydrochloride Polymorphs: Sesquihydrate, Form I và Form II. Nghiên cứu và Công nghệ Pha lê, 2100084. https://doi.org/10.1002/crat.202100084
Yang, S., Wu, Y., Zhang, H., Sun, J., & Liu, Y. (2021). Đo độ hòa tan của tinh thể Form II và Form V Ticagrelor trong một số dung môi hữu cơ tinh khiết. Tạp chí Dữ liệu Hóa học & Kỹ thuật, 66(5), 2022–2033. https://doi.org/10.1021/acs.jced.0c01073
Nguyễn, CC (2020). Sản xuất và tinh chế xylitol từ bã mía (luận án tiến sĩ, Khoa Công nghệ sinh học, Viện Công nghệ Nông nghiệp Đại học Công nghệ Suranaree).
Wan, X., Wu, S., Wang, Y., & Gong, J. (2020). Cơ chế hình thành hình cầu rỗng và cấu trúc phân tử của curcumin và dung dịch. CrystEngComm, 22(48), 8405–8411. https://doi.org/10.1039/d0ce01230k
Yao, X., Wu, Y., Sun, SS, Ren, F., Yang, S., & Liu, Y. (2020). Mối quan hệ biến đổi giữa hai hydrat hóa của Canxi Dobesilate và ứng dụng của nó trong quá trình kết tinh. Nghiên cứu và Công nghệ Pha lê,55(12). https://doi.org/10.1002/crat.202000139
Zhang, S., Zhou, L., Yang, W., Xie, C., Yang, X., Hou, B., Hao, H., Zhou, L., Bao, Y., & Yin, Q. (2020b). Một cuộc điều tra về sự phát triển hình thái của Ethyl Vanillin với sự hiện diện của một chất phụ gia polyme. Tăng trưởng & Thiết kế Tinh thể, 20(3), 1609–1617. https://doi.org/10.1021/acs.cgd.9b01341
Mei, C., Deshmukh, SS, Cronin, JT, Cong, S., Chapman, DP, Lazaris, N., Sampaleanu, LM, Schacht, U., Drolet-Vives, K., Ore, MO, Morin, S., Carpick, B., Balmer, M., & Kirkitadze, M. (2019b). Chất bổ trợ vắc-xin nhôm phốt phát: phân tích thành phần và kích thước bằng các công cụ ngoại tuyến và trong dòng. Tạp chí Công nghệ Sinh học Tính toán và Cấu trúc, 17, 1184–1194. https://doi.org/10.1016/j.csbj.2019.08.003

Câu Hỏi Thường Gặp

Tán xạ Raman xảy ra khi các photon của ánh sáng đơn sắc (laser) tiếp xúc với một phân tử, dẫn đến phát xạ các photon không đàn hồi.

Khi tương tác với một phân tử, hầu hết các photon phân tán một cách đàn hồi. Một tỷ lệ phần trăm nhỏ bị phân tán không đàn hồi ở các tần số khác với và thường thấp hơn các photon đến . Tán xạ Rayleigh đề cập đến các photon tán xạ đàn hồi không có giá trị phân tích trong khi tán xạ Raman đề cập đến các photon tán xạ không đàn hồi.

Một loại quang phổ Raman phi tuyến tính khác là tán xạ Raman kích thích. Tán xạ Raman kích thích xảy ra khi có dư thừa các photon Stokes trong chùm kích thích hoặc khi chúng được đưa vào một cách có chủ đích. Bước sóng này tương ứng với chế độ sáng nhất trong quang phổ Raman tiêu chuẩn, sau đó được khuếch đại đáng kể trong khi tất cả các chế độ hoạt động Raman khác bị tắt tiếng. Đọc thêm về tán xạ Raman kích thích.

Tán xạ Raman tăng cường bề mặt là một phương pháp được sử dụng để khuếch đại tín hiệu Raman yếu bằng cách sử dụng bề mặt kim loại có cấu trúc nano hoặc thô ráp, thường là vàng hoặc bạc. Đọc thêm về tán xạ Raman tăng cường bề mặt.

Hiệu ứng Raman được thành lập dựa trên tán xạ ánh sáng, liên quan đến tán xạ Rayleigh (đàn hồi) ở cùng bước sóng với chùm tia tới, cũng như tán xạ Raman (không đàn hồi) ở các bước sóng khác nhau do rung động phân tử gây ra. Tán xạ Rayleigh mạnh hơn khoảng một triệu lần so với tán xạ Raman.

Năm 1928, Sir C.V. Raman và K.S. Krishnan đã quan sát hiện tượng ngày nay được gọi là Hiệu ứng Raman và là cơ sở cho quang phổ Raman . Hiện tượng này liên quan đến sự tương tác của các photon với một phân tử, sau đó là tán xạ không đàn hồi thường ở năng lượng thấp hơn . Nói chung, các photon tán xạ đàn hồi. Các photon tán xạ không đàn hồi , năng lượng thấp hơn này được gọi là tán xạ Stokes và đặc trưng cho các liên kết trong phân tử dẫn đến một dấu hiệu quang phổ duy nhất cho một cấu trúc phân tử nhất định.

Thí nghiệm của họ được thực hiện bằng cách sử dụng ánh sáng đơn sắc, ánh sáng mặt trời được lọc để chỉ để lại một màu duy nhất, và phát hiện ra vào năm 1923 rằng một số chất lỏng đã thay đổi màu sắc của ánh sáng, nhưng rất yếu. Sau đó, vào năm 1927, họ tìm thấy một sự thay đổi màu sắc đặc biệt mạnh mẽ từ ánh sáng tán xạ bởi glycerine, nơi ánh sáng xanh tới chuyển sang màu xanh lá cây. Cuối cùng vào năm 1928 , quang phổ Raman đầu tiên được xây dựng và sau đó đã trải qua nhiều cải tiến kỹ thuật khi khoa học vật liệu đã tiến bộ trong lĩnh vực laser. quang học và máy dò.

Đề xuất tìm kiếm