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 !!!: Kiválasztási szabályok, kölcsönös kizárási szabály

4 Raman spektrométerek: diszperziós készülékek
Forrás korábban vonalas Hg-lámpa  monokromatikus fény előállítása monokromátorral vagy szűrővel (ma leginkább lézerek) Detektor: látható fény esetében (pl. Hg-lámpa): fotonsokszorozó, diódasor, CCD IR esetében félvezető

5 Raman spektrométerek: diszperziós készülékek
lézer Hg-lámpa

6 Raman spektrométerek: FT-készülékek

7 Raman spektroszkópia: optikai elrendezések

8 Polarizációs Raman spektroszkópia
Raman depolarizációs-hányad: rl=I(zy) / I(zz)

9 Raman mintafelvételi technikák

10 Raman mintafelvételi technikák

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

12 Rezonancia Raman Spektroszkópia

13 Rezonancia Raman Spektroszkópia

14 Felülettel erősített (vagy felületerősített) Raman-szóródás
Surface Enhanced Raman Scattering (SERS) Fleischman és Van Duyne 1970-es évek: Ag-elektródok felületének vizsgálata ELEKTROMÁGNESES ERŐSÍTÉS KÉMIAI ERŐSÍTÉS Töltésátviteli komplexek Az intenzítás mellett a frekvencia is változik!

15 SERS: Kémiai erősítés

16 SERS

17 SERS

18 SERS

19 Nemlineáris Raman technikák
Erős külső EM térben: 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

20 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 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: kAS=2kL-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 kilépő 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