raman spektroszkópia
DESCRIPTION
Raman spektroszkópia. h n 0. h n AS. h n 0. h n 0. h n 0. h n 0. h n S. h n 0. anti-Stokes-szóródás. Stokes-szóródás. Rayleigh-szóródás. Raman spektroszkópia. Klasszikus leírás:. m I : indukált dipól a : polarizálhatóság tenzor E : külső elektromos tér - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
Raman spektroszkópia
h0 h0 h0 h0 h0 hSh0 hAS
Rayleigh-szóródás Stokes-szóródás anti-Stokes-szóródás
Raman spektroszkópiaKlasszikus leírás:
z
y
x
zzzyzx
yxyyyx
xzxyxx
Iz
Iy
Ix
I
E
E
E
Eαμ
I: indukált dipól : polarizálhatóság tenzor E: külső elektromos tér
• külső tér periodikus (EM sugárzás)• polarizálhatóság tenzor változik a rezgésekkel, molekula forgásával:
tAEtAEtE
ttAEE
tA
tEE
ii
iI
i
)(2cos2
1)(2cos
2
12sin
2sin)2sin(
2sin
2sin
000000
00
00
anti-Stokes Stokes
Raman spektroszkópia
Raman spektroszkópia
Polarizációs Raman spektroszkópia
Raman depolarizációs-hányad:
l=I(zy) / I(zz)
Rezonancia Raman Spektroszkópia
I~I0*(0±k)4
Rezonancia Raman Spektroszkópia
Rezonancia Raman Spektroszkópia
Felülettel erősített Raman-szóródásSurface Enhanced Raman Spectroscopy (SERS)
http://www.deltanu.com/newsletters/nwsltr1103.htm
Töltésátviteli komplexek
Fém: leggyakrabban Ag
Fleischman és Van Duyne1970-es évek:Ag-elektródok
felületének vizsgálata
Felülettel erősített Raman-szóródásSurface Enhanced Raman Spectroscopy (SERS)
http://www.deltanu.com/newsletters/nwsltr1103.htm
(Rezgési) Raman Optikai Aktivitás(Vibrational) Raman Optical Activity (ROA)
http://www.chem.gla.ac.uk/~laurence/ROAHome.htm
(Rezgési) Raman Optikai Aktivitás(Vibrational) Raman Optical Activity (ROA)
http://www.chem.gla.ac.uk/~laurence/ROAHome.htmL. Hecht, L. D. Barron, E. W. Blanch, A. F. Bell and L. A. Day (1999). J. Raman Spectrosc. 30, 815-825
Raman mikroszkóp
http://pubs.acs.org/hotartcl/ac/98/feb/raman.html
Raman mikroszkóp
http://pubs.acs.org/hotartcl/ac/98/feb/raman.html
Nemlineáris Raman technikák
Pl. a másodrendű nemlineáris polarizáció hatása:
Korábban már szerepelt: frekvenciakonevrzió, többfotonos gerjesztés (pl. REMPI)
......6
1
2
1
...)(
32132
33
2210
PPPEEE
EEEPI
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
titi
titi
eEeEEE
eEeEEEEEEP)2(2*
020)2(2
0200*
20
22*0
220
*000
*020
2202
)(2
Nemlineáris Raman technikák
Hiper-Rayleigh- és hiper-Raman-szórás
h0
h0
h0
h0
h0 hHSh0 hHAS
hiper-Rayleigh-szóródás hiper-Stokes-szóródás hiper-anti-Stokes-szóródás
2h02h0
h0
h0
• 5-7 nagyságrenddel kisebb jel, • alacsonyabb háttérzaj,• más kiválasztási szabályok, mint a (hagyományos) Raman spektroszkópiában
Nemlineáris Raman technikák
h0 hS hS
hS
Impulzus megmaradás:
kAS=2kL-kS
Hatás:
• Stokes vonalak/próba („stimuláló”) lézer (ha van) intenzitásának növekedése• gerjesztett állapot populációjának növekedése• anti-Stokes vonalak intenzitásának növekedése
kAS kS
kL kL
Stimulált (kényszerített) Raman Spektroszkópia (SRS)
Korábban már szerepelt: ionizációval detektált (ID) SR(L/G)S (lásd: REMPI és ZEKE technikáknál)
k=2/c’
Nemlineáris Raman technikákStimulált (kényszerített) Raman Spektroszkópia (SRS)
és összegfrekvencia-keltési spektroszkópia
Nemlineáris Raman technikákFotoakusztikus (kényszerített) Raman Spektroszkópia (PARS)
Nemlineáris Raman technikák
hAS h0
hS h0
Inverz Raman spektroszkópia (IRS)
Nemlineáris Raman technikákKoherens 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 kiszélesedésHasonlóan: Koherens Stokes Raman-szóródás (CSRS)
Nemlineáris Raman technikákCARS
Nemlineáris Raman technikákCARS
Nemlineáris Raman technikákCARS
Nemlineáris Raman technikákRaman-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
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. 293-373
Minta
Polarizátor
Nemlineáris Raman technikák
Főbb nemlineáris Raman technikák összefoglalva:
Lézerek tömegspektrometriai alkalmazása / minta „bepárologtatása”
Ionizálás, detektálás: alapvetően REMPI-TOF technika (lásd korábban)
Mátrixszal segített lézer deszorpciós ionizáció (Matrix-assisted desrption ionization, MALDI)
Mintabevitel: MÁS SPEKTROSZKÓPIAI TECHNIKÁKNÁL is
Lézerek tömegspektrometriai alkalmazása / minta „bepárologtatása”
MALDI
Koichi Tanaka: Nobel-díj 2002http://nobelprize.org/chemistry/laureates/2002/tanaka-lecture.pdf
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)
Lézer párologtatás (laser ablation)
Lézer párologtatás (laser ablation/laser desorption)
Piuzzi et al. CPL 2000, 320, 282
Lézer párologtatás (laser ablation)
Fullerének, nanocsövek előállítása