Raman spektroszkópia hn0 hn0 hn0 hn0 hn0 hn0 hnS hnAS

Az előadások a következő témára: "Raman spektroszkópia hn0 hn0 hn0 hn0 hn0 hn0 hnS hnAS"— Előadás másolata:

1 Raman spektroszkópia hn0 hn0 hn0 hn0 hn0 hn0 hnS hnAS
Rayleigh-szóródás Stokes-szóródás anti-Stokes-szóródás

2 Raman spektroszkópia Klasszikus leírás:
mI: indukált dipól a: polarizálhatóság tenzor E: külső elektromos tér külső 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: rl=I(zy) / I(zz)

6 Rezonancia Raman Spektroszkópia
I~I0*(n0±nk)4

7 Rezonancia Raman Spektroszkópia

8 Rezonancia Raman Spektroszkópia

9 Felülettel erősített Raman-szóródás
Surface Enhanced Raman Spectroscopy (SERS) Fleischman és Van Duyne 1970-es évek: Ag-elektródok felületének vizsgálata Fém: leggyakrabban Ag Töltésátviteli komplexek

10 Felülettel erősített Raman-szóródás
Surface Enhanced Raman Spectroscopy (SERS)

11 (Rezgési) Raman Optikai Aktivitás
(Vibrational) Raman Optical Activity (ROA)

12 (Rezgési) Raman Optikai Aktivitás
(Vibrational) Raman Optical Activity (ROA) L. Hecht, L. D. Barron, E. W. Blanch, A. F. Bell and L. A. Day (1999). J. Raman Spectrosc. 30,

13 Raman mikroszkóp

14 Raman mikroszkóp

15 Nemlineáris Raman technikák
Korábban már szerepelt: frekvenciakonevrzió, többfotonos gerjesztés (pl. REMPI) Pl. a másodrendű nemlineáris polarizáció hatása: Gázfázisú nemlineáris spektroszkópiában általában a harmadrendű tag játszik szerepet. Első 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 hn0 hn0 hn0 hnHS hnHAS hiper-Rayleigh-szóródás hiper-Stokes-szóródás hiper-anti-Stokes-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: kAS=2kL-kS k=2pn/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 kilépő 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: erős tér EM (=lézer sugárzás) hatására kettőstörés 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

26 Nemlineáris Raman technikák
Főbb nemlineáris Raman technikák összefoglalva:

27 Lézerek tömegspektrometriai alkalmazása / minta „bepárologtatása”
Ionizálás, detektálás: alapvetően 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

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 előállítása