隨著(zhù)科學(xué)技技的發(fā)展,人們對材料的要求也越來(lái)越高,改進(jìn)現有材料與制備**高性能材料也成了科學(xué)家們的主要任務(wù),因此需要將**的研究、測試方法不斷地應用到各種材料深層次的研究上,以便對材料的微觀(guān)結構進(jìn)行檢測分析,進(jìn)而對材料的性能進(jìn)行提升。**的研究、測試方法對材料科學(xué)的研究至關(guān)重要,而激光拉曼光譜技術(shù)作為一種新興的檢測方法,在推動(dòng)材料科學(xué)的進(jìn)步也將發(fā)揮著(zhù)重要作用。
拉曼光譜儀在石墨烯結構表征中的應用
石墨烯是sp2碳原子緊密堆積形成的六邊形蜂窩狀結構的二維原子晶體,具有超高的電導率與熱導率、巨大的理論比表面積、極高的楊氏模量與抗拉強度,是碳材料家族的一顆新星,可望在微納電子器件、光電檢測、轉換材料,復合材料等諸多領(lǐng)域等到廣泛應用。自石墨烯被發(fā)現以來(lái),拉曼光譜技術(shù)由于其快速無(wú)損、分辨率較高成為石墨烯研究領(lǐng)域的重中之重的研究方法。
對不同層數的石墨烯用拉曼光譜檢測,如圖1
在石墨烯中,如果存在缺陷就會(huì )在拉曼譜圖上出現D峰,使用G峰與D峰的強度比來(lái)定義缺陷程度。如圖2

圖1 不同層數石墨烯的拉曼譜圖 圖2 D峰與G峰的強度比ID/IG
從拉曼光譜可知,不同層數的G峰強度存在線(xiàn)性相關(guān),D峰與G峰的強度比也存在一定的相關(guān)性,拉曼光譜技術(shù)可用來(lái)表征石墨烯的層數和缺陷。
對兩種不同堆垛方式的石墨烯進(jìn)行拉曼光譜檢測,如圖3
(a)G峰對比 (b)G'峰對比
圖3 對ABC,ABA兩種不同堆垛方式的G峰與G'峰的拉曼光譜
由圖可知,不同堆垛方式的石墨烯在G峰和G'峰存在差異,拉曼光譜可對石墨烯不同堆垛方式進(jìn)行鑒別。
在石墨烯表征中,拉曼光譜發(fā)揮的作用遠不止這些,還可對其邊緣手性、摻雜、溫度與壓力的影響等進(jìn)行檢測,在石墨烯研究中扮演著(zhù)重要作用。
在不同激發(fā)波長(cháng)下的單壁碳納米管的拉曼光譜研究
自單壁碳納米管被合成出來(lái)以后,由于其具有奇特的物理性質(zhì)和廣闊的應用前景,得到了人們的廣泛關(guān)注。而拉曼光譜是研究單壁碳納米管的有力手段之一,對于了解碳納米管的結構與物理性質(zhì)具有重要的意義。
分別使用457.5nm,632.8nm的激發(fā)波長(cháng)對其進(jìn)行檢測,457.5nm,632.8nm分別對應正常拉曼光譜和共振拉曼光譜。徑向呼吸模位于低頻區160cm-1附近,是單壁碳納米管的振動(dòng)模,可用來(lái)判斷是否有單壁碳納米管及其直徑。此實(shí)驗根據不同波長(cháng)下的徑向呼吸模頻移來(lái)獲得直徑分布范圍。如圖4
圖4 不同波長(cháng)下的拉曼譜圖(A為457.5nm,B為632.8nm)
可知457.5nm波長(cháng)下的164cm-1為徑向呼吸模,由徑向呼吸模的頻移與直徑的關(guān)系
可推測出直徑范圍。
目前拉曼光譜已應用于材料科學(xué)的研究,已有大量科研人員使用拉曼光譜來(lái)對材料的微納結構進(jìn)行研究,由于快速,無(wú)損,靈敏度高等特點(diǎn),拉曼光譜儀在材料科學(xué)領(lǐng)域的應用將會(huì )隨著(zhù)技術(shù)和設備越來(lái)越廣泛,并將會(huì )對**材料的研究起著(zhù)重大作用。

△拉曼光譜儀
參考文獻:
拉曼光譜儀在石墨烯結構表征中的應用, 吳娟霞等
在不同激發(fā)波長(cháng)下的單壁碳納米管的拉曼光譜研究,陳林濤等