Raman spektroszk

1
Raman spektroszkópia
hn0
hn0
hn0
hn0
hn0
hnS
hnAS
hn0
Stokes-szóródás
anti-Stokes-szóródás
Rayleigh-szóródás
2
Raman spektroszkópia
Klasszikus leírás

• mI indukált dipól a polarizálhatóság tenzor E
  külso elektromos tér
• külso tér periodikus (EM sugárzás)
• polarizálhatóság tenzor változik a rezgésekkel,
  molekula forgásával

anti-Stokes
Stokes
3
Raman spektroszkópia
4
Raman spektroszkópia
5
Polarizációs Raman spektroszkópia
Raman depolarizációs-hányad
rlI(z?y) / I(z?z)
6
Rezonancia Raman Spektroszkópia
II0(n0nk)4
7
Rezonancia Raman Spektroszkópia
8
Rezonancia Raman Spektroszkópia
9
Felülettel erosített Raman-szóródás
Surface Enhanced Raman Spectroscopy (SERS)
Fleischman és Van Duyne 1970-es
évek Ag-elektródok felületének vizsgálata
Fém leggyakrabban Ag
Töltésátviteli komplexek
http//www.deltanu.com/newsletters/nwsltr1103.htm
10
Felülettel erosített Raman-szóródás
Surface Enhanced Raman Spectroscopy (SERS)
http//www.deltanu.com/newsletters/nwsltr1103.htm
11
(Rezgési) Raman Optikai Aktivitás
(Vibrational) Raman Optical Activity (ROA)
http//www.chem.gla.ac.uk/laurence/ROAHome.htm
12
(Rezgési) Raman Optikai Aktivitás
(Vibrational) Raman Optical Activity (ROA)
http//www.chem.gla.ac.uk/laurence/ROAHome.htm
L. Hecht, L. D. Barron, E. W. Blanch, A. F. Bell
and L. A. Day (1999). J. Raman Spectrosc. 30,
815-825
13
Raman mikroszkóp
http//pubs.acs.org/hotartcl/ac/98/feb/raman.html
14
Raman mikroszkóp
http//pubs.acs.org/hotartcl/ac/98/feb/raman.html
15
Nemlineáris Raman technikák
Korábban már szerepelt frekvenciakonevrzió,
többfotonos gerjesztés (pl. REMPI)
Pl. a másodrendu nemlineáris polarizáció hatása

Gázfázisú nemlineáris spektroszkópiában általában
a harmadrendu tag játszik szerepet. Elso
alkalmazások Kaiser és Garrett, 1961 kétfotonos
abszorbció Ng és Woodbury, 1962 stimulált
Raman-szórás Bloembergen és Schawlow
Nobel-díj 1981
16
Nemlineáris Raman technikák
Hiper-Rayleigh- és hiper-Raman-szórás
hn0
hn0
2hn0
hn0
2hn0
hn0
hn0
hnHAS
hn0
hn0
hnHS
hn0
hiper-anti-Stokes-szóródás
hiper-Stokes-szóródás
hiper-Rayleigh-szóródás

• 5-7 nagyságrenddel kisebb jel,
• alacsonyabb háttérzaj,
• más kiválasztási szabályok, mint a (hagyományos)
  Raman spektroszkópiában

17
Nemlineáris Raman technikák
Stimulált (kényszerített) Raman Spektroszkópia
(SRS)

• Hatás
• Stokes vonalak/próba (stimuláló) lézer (ha
  van) intenzitásának növekedése
• gerjesztett állapot populációjának növekedése
• anti-Stokes vonalak intenzitásának növekedése

hn0
hnS
hnS
Impulzus megmaradás kAS2kL-kS
k2pn/c
kAS
kS
hnS
kL
kL
Korábban már szerepelt ionizációval detektált
(ID) SR(L/G)S (lásd REMPI és ZEKE
technikáknál)
18
Nemlineáris Raman technikák
Stimulált (kényszerített) Raman Spektroszkópia
(SRS)
és összegfrekvencia-keltési spektroszkópia
19
Nemlineáris Raman technikák
Fotoakusztikus (kényszerített) Raman
Spektroszkópia (PARS)
20
Nemlineáris Raman technikák
Inverz Raman spektroszkópia (IRS)
hnAS
hn0
hnS
hn0
21
Nemlineáris Raman technikák
Koherens anti-Stokes Raman-szóródás
(Coherent anti-Stokes Raman Scattering, CARS)
Fizikai alapelv négyszínkeverés
Impulzus megmaradás miatt a kilépo fotonoknak
irányultságuk van ? Hatékony detektálás
Két lézer fókuszálása adott szögben ? Kis
térfogatelemek vizsgálata, kicsi Doppler
kiszélesedés
Hasonlóan Koherens Stokes Raman-szóródás (CSRS)
22
Nemlineáris Raman technikák
CARS
23
Nemlineáris Raman technikák
CARS
24
Nemlineáris Raman technikák
CARS
25
Nemlineáris Raman technikák
Raman-szórás által indukált Kerr-effektus (Raman
Induced Kerr Effect, RIKE)
Fizikai alapelv eros tér EM (lézer sugárzás)
hatására kettostörés mértékének változása az EM
tér intenzitásának függvényében
Polarizátor
Minta
M. D. Levenson and J. J. Song, Coherent Raman
Spectroscopy, in Coherent Nonlinear Optics, ed.
by M. S. feld and V. S. Letokhov,
(Springer-Verlag, Berlin, 1980) pp. 293-373
26
Nemlineáris Raman technikák
Fobb nemlineáris Raman technikák összefoglalva
27
Lézerek tömegspektrometriai alkalmazása / minta
bepárologtatása

• Ionizálás, detektálás alapvetoen REMPI-TOF
  technika (lásd korábban)

Mintabevitel MÁS SPEKTROSZKÓPIAI TECHNIKÁKNÁL is
Mátrixszal segített lézer deszorpciós ionizáció
(Matrix-assisted desrption ionization, MALDI)
28
Lézerek tömegspektrometriai alkalmazása / minta
bepárologtatása
MALDI
Koichi Tanaka Nobel-díj 2002 http//nobelprize.or
g/chemistry/laureates/2002/tanaka-lecture.pdf
29
Lézerek tömegspektrometriai alkalmazása / minta
bepárologtatása
Lézer mikropróba tömeganalízis (Laser microprobe
mass analysis, LAMMA) Lézer indukált
tömeganalízis (Laser-induced mass analysis, LIMA)
(MALDI-nál nagyobb intenzitású lézersugár)
30
Lézer párologtatás (laser ablation)
31
Lézer párologtatás (laser ablation/laser
desorption)
Piuzzi et al. CPL 2000, 320, 282
32
Lézer párologtatás (laser ablation)
Fullerének, nanocsövek eloállítása