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
!!! Kiválasztási szabályok, kölcsönös kizárási
szabály
4
Raman spektrométerek diszperziós készülékek
Forrás korábban vonalas Hg-lámpa ? monokromatikus
fény eloállítása monokromátorral vagy szurovel
(ma leginkább lézerek)
Detektor látható fény esetében (pl. Hg-lámpa)
fotonsokszorozó, diódasor, CCD IR
esetében félvezeto
5
Raman spektrométerek diszperziós készülékek
Hg-lámpa
lézer
6
Raman spektrométerek FT-készülékek
7
Raman spektroszkópia optikai elrendezések
8
Polarizációs Raman spektroszkópia
Raman depolarizációs-hányad
rlI(z?y) / I(z?z)
9
Raman mintafelvételi technikák
10
Raman mintafelvételi technikák
11
Rezonancia Raman Spektroszkópia
II0(n0nk)4
12
Rezonancia Raman Spektroszkópia
13
Rezonancia Raman Spektroszkópia
14
Felülettel erosített (vagy felületerosített)
Raman-szóródás
Surface Enhanced Raman Scattering (SERS)
Fleischman és Van Duyne 1970-es évek
Ag-elektródok felületének vizsgálata
ELEKTROMÁGNESES EROSÍTÉS
KÉMIAI EROSÍTÉS
Töltésátviteli komplexek
Az intenzítás mellett a frekvencia is változik!
http//www.deltanu.com/newsletters/nwsltr1103.htm
15
SERS Kémiai erosítés
16
SERS
17
SERS
18
SERS
http//www.deltanu.com/newsletters/nwsltr1103.htm
19
Nemlineáris Raman technikák
Eros külso EM térben
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
20
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 háttér,
• más kiválasztási szabályok, mint a (hagyományos)
  Raman spektroszkópiában

21
Nemlineáris Raman technikák
Stimulált (kényszerített) Raman Spektroszkópia
(SRS)

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

hn0
hnS
hnS
Impulzus megmaradás kAS2kL-kS
kAS
kS
hnS
kL
kL
22
Nemlineáris Raman technikák
Stimulált (kényszerített) Raman Spektroszkópia
(SRS)
23
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)
24
Nemlineáris Raman technikák
CARS