拉曼光谱分析.ppt

書式設定,書式設定,第 2,第 3,第 4,第 5,2009 HORIBA,Ltd.All rights reserved.,*,CONFIDENTIAL,書式設定,書式設定,第 2,第 3,第 4,第 5,2009 HORIBA,Ltd.All rights reserved.,2007 HORIBA,Ltd.All rights reserved.,HORIBA,Jobin,Yvon,1-,公司简介,2-,什么是拉曼光谱技术,3-,拉曼光谱仪工作原理,4-,拉曼光谱仪性能的几个重要概念,5-HORIBA Jobin Yvon,拉曼光谱仪介绍,报告内容,1-,公司简介,1819:Creation of the Company,in Paris,by Jean-,Baptiste,Soleil,1923:The company becomes A.,Jobin,&G.,Yvon,1997:HORIBA acquired,Jobin,Yvon,2004:“One Company Project”,Jobin,Yvon,became,HORIBA,Jobin Yvon,a member of,HORIBA,Scientific,Jobin,Yvon,成立于,1819,年,总部,:,法国,5,大主要产品线,拉曼光谱仪,椭偏光谱仪,荧光光谱仪,光学元件,元素分析等,在北京、上海、广州设有直接的分支机构,北京,-,拉曼光谱仪应用中心,公司简介,核心技术,:,衍射光栅,等离子刻蚀全息光栅,光谱仪的心脏,光栅,超大面积光栅,NASA,对,JY,的航天用特殊光谱系统颁奖,拉曼部门：由三个著名的拉曼生产厂家（,Jobin Yvon,Dilor,SPEX,）合并而成，具有,40,多年的设计和生产历史。,在全球已有,5000,多台仪器安装，是全球最大的拉曼光谱仪制造商。,全球最大拉曼光谱仪制造商,全系列光谱仪,多种光谱分辨率仪器可选择,XPloRA,Aramis,HR 800,T64000,U1000,Detector plane,l,1,l,2,l,1,l,2,F,2,=800mm,Detector plane,F,1,=300mm,2-,什么是拉曼光谱,?,1928,年，印度科学家,C.V Raman,in,首先在,CCL,4,光谱中发现了当光与分子相互作用后，一部分光的波长会发生改变（颜色发生变化），通过对于这些颜色发生变化的散射光的研究，可以得到分子结构的信息，因此这种效应命名为,Raman,效应。,时间和发现人,Provided by Prof.D.,Mukherjee,Director of Indian Association for the Cultivation of Science,laser,scatter,laser,瑞利散射,什么是拉曼散射,?,scatter,=,laser,拉曼散射,光散射的过程：激光入射到样品，产生散射光。,散射光 弹性散射（频率不发生改变,-,瑞利散射）,非弹性散射（频率发生改变,-,拉曼散射）,拉曼散射原理,我们能够从拉曼光谱中得到什么信息？,定性的信息,:,物质鉴定、结构、晶型、结晶度等,定量的信息,:,可以通过光谱校正,得到准确的应力大小和浓度分布,Band postion,b,and,Position shift,Intensity,Band,Width,Raman shift,拉曼是物质的指纹光谱,n,i,=,n,o,-,n,(cm,-1,),500 1000 1500 2000 2500 3000 3500,20000,15000,10000,5000,0,Intensity(A.U.),OH stretching,CH3 Stretching Modes,Skeletal Bending,CCO modes,OH Bending,CH3 and CH2 Bending Modes,甲醇,vs.,乙醇,GC,:Glassy Carbon,DC,:Disordered Carbon,G,:microcrystalline Graphite,G,:Graphite,D,:Diamond,不同碳材料的拉曼光谱,同样元素,不同结构,晶化率,非晶硅、多晶硅,穿透深度,(nm),325nm,458nm,488nm,非晶硅,9.4,53,81,单晶硅,8.2,456,717,在制备非晶硅或多晶硅薄过程中，不同深度处的晶化程度可能不同。,利用不同波长激光在样品中穿透深度不同，得到各深度层的信息。该样品表面为多晶硅，往深度方向晶化程度降低，逐渐变为非晶硅。,激发波长：,325nm,458nm,488nm,多晶硅,非晶硅,感谢南开大学硅薄膜太阳电池产学研基地，段苓伟老师提供样品数据。,*以上穿透深度由材料的消光系数计算所得,应力测量,蓝宝石衬底上的,GaN,的应力分布,左图的颜色条给出该,GaN,样品的,E,2,模相对于体相,GaN,中该拉曼峰,567.25cm,-1,1,的峰位偏移量。,1 Samuel H.,Margueron,et al.,Journal of Crystal Growth 310(2008)53215326.,仪器：,LabRAM,HR,激发波长：,514nm,光栅：,1800gr/mm,SiC,晶型分布,碳纳米管研究,Radial Breathing Mode,Tube Diameter,Tangential Modes(G-Modes),Electronic properties,D-band,Info on defects,石墨烯的拉曼光谱,石墨烯的拉曼光谱成像,高温原位拉曼测试,可观察到强烈的黑体辐射,2010,年,12,月摄于西安交通大学,3-,拉曼光谱仪的工作原理,拉曼光谱测量原理,激光,样品,滤光片,光栅,探测器,4,拉曼光谱仪的几个重要概念,1-,光谱分辨率,2-,灵敏度,3-,共焦特性,4-,激发波长问题,5-,操作方便性,1-,光谱分辨率,碳纳米管研究,Radial Breathing Mode,Tube Diameter,Tangential Modes(G-Modes),Electronic properties,D-band,Info on defects,高分辨率实验结果,Higher spectral resolution allows more accurate observation of tubes of different diameters,LabRAM,HR,普通分辨率,LabRAM,HR,高分辨率模式,吉林大学样品,红色：普通分辨率结果,兰色：高分辨率结果,不同分辨率测量应力实验结果,分辨率高 标定峰位峰面积更准确,分辨率高 数据点多 描述峰位准确,影响仪器分辨率的主要因素焦长,全系列拉曼光谱仪,多种焦长仪器可选择,XPloRA,Aramis,HR 800,T64000,U1000,Detector plane,l,1,l,2,l,1,l,2,F,2,=800mm,Detector plane,F,1,=300mm,LabRAM,HR,(,高分辨拉曼光谱仪,),高分辨率光学系统长焦长,调节仪器分辨率的因素光栅刻线,600 g/mm,950 g/mm,1800 g/mm,使用不同光栅测量的拉曼结果,布落芬,(,C13H18O2,),拉曼光谱低、中、高分辩率的拉曼光谱,波长范围的限制：理论上,max,50%，,在,300nm,处,30%,读出噪声,4-7,电子,/,像元,暗噪声,0.002,电子,/,秒,/,像元,影响仪器灵敏度的因素,CCD,JY,生产的一英寸,CCD,探测器的技术参数,开放电极,式,CCD,探测器的响应曲线,3-,共焦特性,Raman signal emitted from out of focus regions,Confocal pinhole,Multilayer,sample,To the spectrometer,共焦拉曼的优势,:,提高纵向分辨率,(2,m),得到更好的横向分辨率,(50%，,在,300nm,处,30%,暗噪声,0.002,电子,/,秒,/,像元,Confocal,Pinhole,Lens,Objective,共焦技术,针孔共焦,反射式光谱仪结构,可以配置多个激光器,可承重物,显微镜种类可选：普通和开放式,不能承重物,LaRAM,HR,拉曼光谱仪性能概括,1-,高光谱分辨率（,800mm,焦长,),2-,一英寸高灵敏度,CCD,3-,针孔共焦，适合高温实验,4-,主流反射式光谱仪，可以加载多个波长（,244,325,365,441,458,473,488,514,532,633,785,830,1064),5-,配置灵活，操作简单,售后服务情况,国内最强大的技术支持力量,销售支持：,7,人,售后服务支持：,7,人,应用支持：,4,人,（在北京设有拉曼应用中心）,HJY,北京拉曼光谱应用中心,HJY,拉曼光谱应用中心一角,定期举办用户交流会,北京大学环境学院 北京大学化学院（,3,台）北京大学物理学院（,2,台）北京大学电子学系北京大学生命科学学院清华大学材料学院,清华大学纳米中心清华大学摩擦学重点实验室清华大学航天学院清华大学微电子学院北京科技大学材料学院北京工业大学北京航空航天大学（,2,台）,HORIBA,Jobin,Yvon,的部分用户,中科院半导体所（,7,台,4,台,InGaAs,）中科院物理所,(4,台,),上海交通大学物理系复旦大学先进材料学院复旦大学化学系催化复旦大学分析中心华东师大物理系（,2,台,1,台,InGaAs,）上海大学冶金系上海大学材料学院中科院上海技术物理所上海师范大学化学系上海计量测试技术研究院光学室,HORIBA,Jobin,Yvon,的部分拉曼用户,中国科技大学理化中心中国科技大学化学院南京大学现代分析中心南京大学物理系（,3,台）南京师范大学分析中心苏州大学（,2,台）中南大学（,2,台）武汉大学分析中心湖南大学分析中心中科院山西煤化所（,2,台）,HORIBA,Jobin,Yvon,的部分拉曼用户,黑龙江大学化学学院,中科院长春物理所,吉林大学物理系,南开大学,东北大学,东北师大物理系,中科院沈阳金属所（,2,台）,中科院长春光机所,中科院大连化物所催化（,2,台）,西北大学物理系,西安交通大学（,3,台）,兰州大学物理系,HORIBA,Jobin,Yvon,的部分拉曼用户,厦门大学化学系,暨南大学生物医学工程系,天津大学化工系,山东大学（,2,台）,浙江大学催化研究所,浙江工业大学绿色化学实验室,深圳大学物理系（,2,台）,中国石油大学,北京石油勘探研究院,洛阳船舶材料研究院,HORIBA,Jobin,Yvon,的部分拉曼用户,哈佛大学,耶鲁大学,斯坦福大学,伯克利,杜克大学,佐治亚理工学院,弗吉尼亚理工大学,美国宇航局,剑桥大学,日本京都大学,英国伦敦帝国学院,德国马普所,法国国家科学院等,HORIBA,Jobin,Yvon,的部分拉曼用户,Thank you for your attention!,李振,谢谢,!,谢谢,!,谢谢,!,选择,HR,的理由,1,、,JY,是全球市场占有率第一的专业拉曼光谱仪制,造商，有,192,年的历史，在中国销售超过,200,台。,2,、,HR,的性能优势：焦长,800mm,、高灵敏度、操作简,单、扩展性强。,3,、售后服务有保障,