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标题: 【求助】拉曼光谱是分子光谱，而金属都是原子结构 [打印本页]

作者: PP熊 时间: 2015-11-11 14:07 标题: 【求助】拉曼光谱是分子光谱，而金属都是原子结构

我看了论坛上各种说法不一，如：
（1）拉曼光谱是分子光谱，而金属都是原子结构的，所以金属没有拉曼光谱。
金属的原子晶格也有简谐振动信息吧，为啥没有呢？
（2）对于金属来说，它是以金属球形原子形式存在的。单原子分子是没有振动和转动自由度的。所以它就没有Raman峰。
（3）拉曼测的是振动能级，声子能量，反映晶格振动的量子化能量的大小。金属表面电子和原子实构成的等离子体对光有强烈的吸收(金属的高反射性能也与此有关)，使激光无法与内部原子作用，因此很难看到拉曼线。
Raman峰反映的是分子的简谐振动信息，什么条件下才有Raman活性呢？
为什么非晶体也没有Raman峰？
能不能交流一下，谢谢！

作者: hcy517 时间: 2015-11-11 14:08 标题: 【回复】

记得最近刚看过一篇用Raman研究非晶的文章，找出来给你看看。至于金属为什么没有raman 特征峰，不确定知道。等会google一下，先把论文贴上来。

作者: 886爱 时间: 2015-11-11 14:08 标题: 【回复】

我也想知道，所以顶楼主，希望达人解惑

作者: hcy517 时间: 2015-11-11 14:08 标题: 【回复】

查了一圈，居然查不到确切的解释，我想是和金属键的非极性属性有关。可以参考附件的拉曼基本知识。

作者: p1900 时间: 2015-11-11 14:09 标题: 【回复】

拉曼效应起源于分子振动(和点阵振动)与转动，因此从拉曼光谱中可以得到分子振动能级(点阵振动能级)与转动能级结构的知识。楼主提出金属也有原子晶格的简谐振动，这个跟分子振动以及转动都不是一个概念，因为前者不涉及能级跃迁，而Raman谱反映能级信息的前提就是能级跃迁。Raman效应反映的不是分子简谐振动能级的信息，楼主可以仔细看看上述网页，我就不赘述了。
当然，楼主提出的其他3点都可以作为金属没有Raman特征峰的原因，归纳起来也就是一点：金属是具有电子自由气的原子晶体结构。
至于非晶为何没有Raman特征峰，我想原因可能是Raman特征峰是一个积分效果，需要晶体的周期性重复才能出来，对于非晶，某一位置的确发生拉曼散射，但是仪器是无法达到只有这一个或几个分子能级信息的精度，因此无法产生特征峰！

作者: hcy517 时间: 2015-11-11 14:09 标题: 【回复】

额这个~~ 随便找一本材料分析测试的书都讲得很详细吧~~但是这个问题lz问的确实挺有深度的~~
第一个问题五楼说的就很对 lz回头看一下光谱的基本分类就好了要义就是能级跃迁！（原子光谱其实也是玩电子跃迁的~~）测晶格振动就是和原子粒子过不去除了凝聚态物理里面搞理论的大神做晶格振动谱（晶格色散关系）一般人对这个没有什么非分想法~~ 虽然确实光子与光学声子作用是拉曼散射但是人家固体物理书都明说了可见光测得的波矢非常小（光速太大）只能看布里渊区q=0附近的声子谱木有意思而加大频率到X射线 X光子比声子频率高太多打过去频移太小无法测量所以人家都用中子谱仪做~~
然后有个小问题和五楼探讨您能不能给出说拉曼还源于点阵振动的reference？这个确实我没看到过~~
第二个问题为什么就说人家没有振动自由度的？。。。其实本质上还是没有跃迁的问题。就算有的分子振转都有，也不一定有拉曼活性啊~~一把一把的相互排斥相互禁阻分子呢~~
第三个问题如五楼所说分子光谱确实玩的是振动转动但我不理解你给个声子定义做什么。。前后您想表达什么观点？然后您说这个什么什么有强烈吸收作用~~ 这个你可以用自由电子理论解释折射率是负的所以光都折射回来了所以金属大多有光泽不过貌似能带解释的更好吧~~（本质还是跃迁）但是这个与内部原子作用木有关系吧就算作用到内部了照样什么都没有~~
第四个问题随便一本书都说道很清楚就是极化度不为零（偏α/偏q不等于0）然后他们会结合红外分析的洋洋洒洒好几页我就不多说了
第五个问题第一次听说非晶体都木有拉曼峰。。确实是很多分子拉曼活性不好但是考虑到拉曼就是分析复杂高分子的神器你说非晶体不能测让高分子情何以堪。。。
补充一下 comma 和 avad 老师是大神你可以试试“通知查看” 嘿嘿~
最后本科小屁孩知识有限也没具体用过拉曼随便说说不妥之处还望多多指导~~

作者: mimima 时间: 2015-11-11 14:09 标题: 【回复】

嗯，我也是google不明白所以来这里求教：）

作者: hcy517 时间: 2015-11-11 14:10 标题: 【回复】

非常感谢，受教了！
其实我的方向根本用不上拉曼光谱，纯粹是原来的时候同学用自己跟着学了一点点皮毛，所以关于拉曼光谱可以反映点阵振动能级的文献我也没有。
另外，关于非晶体没有拉曼特征峰我其实也是第一次听到，但当时我的第一感觉就是跟周期性有关系，所以就给出了上述观点，没有任何理论支持！
希望后续虫友能够提供相关资料，谢谢！

作者: jishiben 时间: 2015-11-11 14:10 标题: 【回复】

据我所知，非晶是有拉曼特征峰的啊！
像类金刚石就有两个典型的拉曼特征峰——D峰和G峰哦。
关于金属的问题，5楼说的很好！

作者: efp 时间: 2015-11-11 14:11 标题: 【回复】

学长言重了~~其实我也没真正用过我觉得吧 avad老师教育的对具体对于仪器使用还是要看用途来定~
就拿楼上说的金刚石薄膜来看虽然没接触过但猜想应该是cc键之间所产生的峰~~并且制备过程中比如像溅射这种方法不可避免有工作气体对膜成分的影响所以测拉曼很犀利~~
但是对于金属姑且不论其没有分子振动能级退一万步讲就算有拉曼峰又能给出来什么信息呢？不同种类的特征峰只能说明这个是铁这个是铜那个是铝。。。完全有更好更简洁的表征手段代替嘛~~何必和拉曼过不去~~呵呵

作者: huali 时间: 2015-11-11 14:11 标题: 【回复】

学长言重了~~其实我也没真正用过我觉得吧 avad老师教育的对具体对于仪器使用还是要看用途来定~
就拿楼上说的金刚石薄膜来看虽然没接触过但猜想应该是cc键之间所产生的峰~~并且制备过程中比如像溅射这种方法不可避免有工作气体对膜成分的影响所以测拉曼很犀利~~
但是对于金属姑且不论其没有分子振动能级退一万步讲就算有拉曼峰又能给出来什么信息呢？不同种类的特征峰只能说明这个是铁这个是铜那个是铝。。。完全有更好更简洁的表征手段代替嘛~~何必和拉曼过不去~~呵呵

作者: dadaai 时间: 2015-11-11 14:11 标题: 【回复】

不好意思，是我没有把问题弄清楚。
非晶体是可以通过拉曼表征的，见如下文献：
1       Interpretation of Raman spectra of disordered and amorphous carbon
Ferrari, A.C., Robertson, J.
2000       Physical Review B - Condensed Matter and Materials Physics 61 (20), pp. 14095-14107
2       Raman "fingerprinting" of amorphous carbon films
Tamor, M.A., Vassell, W.C.
1994       Journal of Applied Physics 76 (6), pp. 3823-3830
3       Resonant raman spectroscopy of disordered, amorphous, and diamondlike carbon
Ferrari, A.C., Robertson, J.
2001       Physical Review B - Condensed Matter and Materials Physics 64 (7), art. no. 075414, pp. 754141-7541413
4       Raman spectroscopy on amorphous carbon films
Schwan, J., Ulrich, S., Batori, V., Ehrhardt, H., Silva, S.R.P.
1996       Journal of Applied Physics 80 (1), pp. 440-447
5       Raman and ESR studies of the thermal history of amorphous SiO2
Galeener, F.L.
1985       Journal of Non-Crystalline Solids 71 (1-3), pp. 373-386

作者: malong 时间: 2015-11-11 14:12 标题: 【回复】

你说的很好。感谢交流。
我用拉曼也只是用皮毛，毕竟不是化学物理专业。
因为我是力学出身，用拉曼主要用在力学测量上：Raman-shit-stress/strain的关系建立。
要是金属可以做成拉曼活性，能解决很多力学的测量问题。

作者: efp 时间: 2015-11-11 14:12 标题: 【回复】

呵呵这么巧您是搞力学的啊~~
这二天正在挣扎于内应力（我想做微区分析，具体于某几个晶粒）的测量不知您是否有好的办法？（cuturl('http://emuch.net/bbs/viewthread.php?tid=3996487&fpage=1')，这个帖子里面13、14楼）

作者: 小妖精@ 时间: 2015-11-11 14:13 标题: 【回复】

类金刚石薄膜的两个拉曼特征峰指的是对应于SP3键的G峰和SP2键的D峰

作者: efp 时间: 2015-11-11 14:13 标题: 【回复】

请教一下用拉曼如何检测力学性能，它的优势和缺点在哪里？多谢大神指教。。。

作者: yayayu 时间: 2015-11-11 14:13 标题: 【回复】

拉曼光谱从原理上说跟红外光谱是差不多的，只不过红外光谱测的是要求目标分子有偶极矩的变化，而拉曼是不需要的，两者可以互补。研究的主要是分子的震动，里面牵扯到分子的振动能级，斯托克斯线和反斯托克斯线，就是光入射产生的散射，是瑞利散射还是非弹性散射的问题，所以总的来讲单纯金属是没有拉曼峰的，如果是金属氧化物就会有。

作者: 双子座 时间: 2015-11-11 14:14 标题: 【回复】

我说说自己的观点，不当之处请指正啊。
拉曼测量应力/应变主要的优势体现在快速、无损以及高分辨率（微米及亚微米级）上，理论基础是应力/应变与被测物拉曼峰参数（频移、强度、半高宽）之间的联系。缺点有两个：（1）被测物需具备拉曼活性，只有产生拉曼信号才有所谓拉曼测量；（2）拉曼测量数据的后处理较为繁琐

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