材料表征与检测领域的拉曼光谱应用_便携式拉曼光谱仪,拉曼光谱仪

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材料表征与检测领域的拉曼光谱应用

2018-11-05 14:10:25 来源：申贝

随着科学技技的发展，人们对材料的要求也越来越高，改进现有材料与制备新型高性能材料也成了科学家们的主要任务，因此需要将先进的研究、测试方法不断地应用到各种材料深层次的研究上，以便对材料的微观结构进行检测分析，进而对材料的性能进行提升。先进的研究、测试方法对材料科学的研究至关重要，而激光拉曼光谱技术作为一种新兴的检测方法，在推动材料科学的进步也将发挥着重要作用。

便携式拉曼光谱仪在石墨烯结构表征中的应用

^{石墨烯是sp2碳原子紧密堆积形成的六边形蜂窝状结构的二维原子晶体，具有超高的电导率与热导率、巨大的理论比表面积、极高的杨氏模量与抗拉强度，是碳材料家族的一颗新星，可望在微纳电子器件、光电检测、转换材料，复合材料等诸多领域等到广泛应用。自石墨烯被发现以来，拉曼光谱技术由于其快速无损、分辨率较高成为石墨烯研究领域的重中之重的研究方法。}

^{对不同层数的石墨烯用拉曼光谱检测，如图1}

^{在石墨烯中，如果存在缺陷就会在拉曼谱图上出现D峰，使用G峰与D峰的强度比来定义缺陷程度。如图2}

^{图1 不同层数石墨烯的拉曼谱图图2 D峰与G峰的强度比ID/IG}

^{从拉曼光谱可知，不同层数的G峰强度存在线性相关，D峰与G峰的强度比也存在一定的相关性，拉曼光谱技术可用来表征石墨烯的层数和缺陷。}

^{对两种不同堆垛方式的石墨烯进行拉曼光谱检测，如图3}

^{（a）G峰对比（b）G'峰对比}

^{图3 对ABC，ABA两种不同堆垛方式的G峰与G'峰的拉曼光谱}

^{由图可知，不同堆垛方式的石墨烯在G峰和G'峰存在差异，拉曼光谱可对石墨烯不同堆垛方式进行鉴别。}

^{在石墨烯表征中，拉曼光谱发挥的作用远不止这些，还可对其边缘手性、掺杂、温度与压力的影响等进行检测，在石墨烯研究中扮演着重要作用。}

^{在不同激发波长下的单壁碳纳米管的拉曼光谱研究}

^{自单壁碳纳米管被合成出来以后，由于其具有奇特的物理性质和广阔的应用前景，得到了人们的广泛关注。而拉曼光谱是研究单壁碳纳米管的有力手段之一，对于了解碳纳米管的结构与物理性质具有重要的意义。}

^{分别使用457.5nm，632.8nm的激发波长对其进行检测，457.5nm，632.8nm分别对应正常拉曼光谱和共振拉曼光谱。径向呼吸模位于低频区160cm-1附近，是单壁碳纳米管的振动模，可用来判断是否有单壁碳纳米管及其直径。此实验根据不同波长下的径向呼吸模频移来获得直径分布范围。如图4}

^{图4 不同波长下的拉曼谱图（A为457.5nm，B为632.8nm）}

可知457.5nm波长下的164cm-1为径向呼吸模，由径向呼吸模的频移与直径的关系可推测出直径范围。

^{目前拉曼光谱已应用于材料科学的研究，已有大量科研人员使用拉曼光谱来对材料的微纳结构进行研究，由于快速，无损，灵敏度高等特点，拉曼光谱仪在材料科学领域的应用将会随着技术和设备越来越广泛，并将会对新型材料的研究起着重大作用。}

^{△便携式拉曼光谱仪}

^{参考文献：}

^{拉曼光谱仪在石墨烯结构表征中的应用，吴娟霞等}

^{在不同激发波长下的单壁碳纳米管的拉曼光谱研究，陈林涛等}

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