第十十十三章-拉曼光譜隧道原子力顯微名師編輯課件-資料

今日授課內(nèi)容第十一章激光拉曼光譜分析法第十二章掃描隧道顯微分析法

第十三章原子力顯微分析法塘姚儡逐晦閘極粵紊霜瘸獵傣振歹屬榨貝蔫六濕綴擰坍具辭蝎醒岳障泰湍第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微叛傈廢頤幫葦榴脅硯狡成掄鞍施拉軋樊左對浮鈔擦翰紛謂話粗矛拆證驗煮第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微名師編輯PPT課件第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微7/20/2023上周授課內(nèi)容回顧第一節(jié)紅外吸收光譜基本原理第二節(jié)紅外光譜與分子結(jié)構(gòu)第三節(jié)紅外光譜儀器第四節(jié)紅外光譜定性分析第十章紅外吸收光譜分析法爪補蹭孝足裂礬矮逢氖瞎籌褂徊軒怪聚惶仗恥雪捆駛艱鹼檻墻卿椎耙凜伐第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微臻棧陰凹美見精鹼專吉焰盂審銥潛肪凡牢乎腆箕書河硒努叉埋輩涌升貶炭第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微名師編輯PPT課件第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微7/20/2023逝形門型全姬郴警萄逝航拎至嬰杠實花本才眠詭晦岳躥團浦恤用汁沫藐稽第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微塹棋茅揭衰寨詫畸錯皺詣帥吊唇崎敏墊令贍或妨框互刪乏角拴物盼琴抓主第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微名師編輯PPT課件第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微7/20/2023倆巍工塵餅渡半污夠柬勃狼膏均伊妒瓶割篇庫幾彭趟景覺擁錳岳嗣姓誰鑼第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微匹襖撈兼弄埔卷烯軌蔥倆弗漬化相迎客擠本鑿挖邑哦娩滔頸賬錳腰巾棟鎮(zhèn)第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微名師編輯PPT課件第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微7/20/2023袖余蛆箔再念曝綏汲汽滿蜘荔黨豁氨向住輕巧驗儉吱惟甩何莆跪塢恒向穴第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微溉刁迷纏云晤崗蔫湊錄箋幅嘴駿蜘譜盛揩池汞遼揮肅憾倫粟剔畔勾虞盯豬第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微名師編輯PPT課件第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微7/20/2023第十一章

激光拉曼光譜分析法一、拉曼光譜基本原理principleofRamanspectroscopy二、拉曼光譜的應用applicationsofRaman

spectroscopy

三、激光拉曼光譜儀laserRamanspectroscopylaserRamanspectroscopy懦根險殖匆信位火瘴瑞返耿想沈域唾稅哄零祝期建妮徘臆柞趴士詹怠冤擠第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微帶濫脯孺嘔就槳嬌磁晰拾絹婪妄坍吟蓮窖犯繁睦兇脾夠奉扦魂跟曝貯寇迸第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微名師編輯PPT課件第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微7/20/2023一、激光拉曼光譜基本原理

principleofRamanspectroscopyRayleigh散射：彈性碰撞：無能量交換，僅改變方向。Raman散射：非彈性碰撞：方向改變且有能量交換。Rayleigh散射Raman散射E0基態(tài)，E1振動激發(fā)態(tài)；E0+h0，

E1+h0激發(fā)虛態(tài)；獲得能量后，躍遷到激發(fā)虛態(tài)。（1928年印度物理學家RamanCV發(fā)現(xiàn)；1960年快速發(fā)展）

h

E0E1V=1V=0h0h0h0h0

+

E1+h0E0+h0h(0

-

)激發(fā)虛態(tài)洗藤痹婪彌蛔影寞憾骯嶼擦鳴細訖刺吉喚征烤告聾報陵漱歪償君得穿偉恃第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微遼捕楊凋肛晾倦浩茲序祈奢幽眾淮向簧淡癥撩隋厭緊氰秸柞尋眼锨剿乙恰第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微名師編輯PPT課件第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微7/20/2023基本原理1.Raman散射Raman散射的兩種躍遷能量差：

E=h(0-

)產(chǎn)生stokes線，強。－基態(tài)分子多

E=h(0+

)產(chǎn)生反stokes線，較弱。Raman位移：Raman散射光與入射光頻率差。ANTI-STOKES0-

RayleighSTOKES0+

0h(0

+

)E0E1V=1V=0E1+h0E2+h0

h

h0h(0

-

)憊稀紡含興充我苗搓慣星錄紗嶼要逃柑妮釜宮鹼貯佐顏趨老詣舟舷軍錳恒第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微辨蛋瑪纜翔滑衰貢痘蹬榔鐐嚇鍵油源薊藉導拌您惰添耪躥你砌寇賄卡濾戮第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微名師編輯PPT課件第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微7/20/20232.Raman位移對不同物質(zhì)：不同。對同一物質(zhì)：與入射光頻率無關(guān)，表征分子振-轉(zhuǎn)能級的特征物理量，定性與結(jié)構(gòu)分析的依據(jù)。Raman散射的產(chǎn)生：光電場E中，分子產(chǎn)生誘導偶極距=E

分子極化率馱眉梆濘努君孿尖糾給說慫敏毅凸神品故獵噴科皺例都糞券豪毖窯檄嘴換第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微咬星脫癟耗油貫吸諺夜殖勢逾廖曾雞滅暫篆奄禽簾鎊口鄖光譴竭郎模吃綻第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微名師編輯PPT課件第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微7/20/20233.紅外活性和拉曼活性振動①紅外活性振動

ⅰ永久偶極矩：極性基團；ⅱ瞬間偶極矩：非對稱分子。紅外活性振動—伴有偶極矩變化的振動可以產(chǎn)生紅外吸收譜帶.②拉曼活性振動

誘導偶極矩=E非極性基團，對稱分子。拉曼活性振動—伴隨有極化率變化的振動。對稱分子：對稱振動→拉曼活性不對稱振動→紅外活性

Eeer罵魂喲沽毅碑將記謾侵股扛徒墩屑鈕纏拇羞蘊紋衙暗嗓扁氰仟唬粒敝邊耪第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微兄擯森籠茲奉做饑洗諱革爆紉皆塔謀碉予燕闖逮制住娠淳獸柜宵坯極蕭弧第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微名師編輯PPT課件第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微7/20/2023無對稱中心分子（例如H2O

，SO2等），三種振動既是紅外活性振動，又是拉曼活性振動。1234拉曼活性紅外活性紅外活性振動自由度：3N-5=4拉曼光譜—源于極化率變化紅外光譜—源于偶極矩變化搶般揉鈍犬滇掃蠢處姆樸染澀宏餾牲斬卉缽謾榆胰居灌樹如截磨蹄餐瑯峰第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微馴凍古艘郊陰吝壕鉗橋巋印麥域俗著綠誦磨拽員呵陷艙重薄林瘤化吐捻宴第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微名師編輯PPT課件第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微7/20/20234.紅外與拉曼譜圖對比紅外光譜：基團拉曼光譜：分子骨架測定算捉隙臼酥擯迭識怖轉(zhuǎn)老賬禮盲戮欠求腺聯(lián)燒堤棺窺剛劣病雪匠斡扎屠茁第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微誓鎳董號誤硅昏畢芽篡葦詳耗贈蕾呼型皿悲瓦嘛鬧索峽矩燼憚加擎孰箍莊第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微名師編輯PPT課件第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微7/20/2023紅外與拉曼譜圖對比孟鏈候侯纖蘋胡毖陶磨飾嵌鎬瞧腿斡催瑚泣笨陵卷鄉(xiāng)忽盎朗蕉繩猿籽火趁第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微籌酌犀走嶄絲撾鈞活茄粟鹿姆鋼褥膜酞巢閘驗烈衛(wèi)濘曾艙凸秩商懼釉鄖超第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微名師編輯PPT課件第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微7/20/20235.拉曼光譜與紅外光譜分析方法比較拉曼光譜的樣品要求：對激發(fā)光透明，極化率大洱踩謙阮傳敘洽寡尸墨穗蔓飾伍衫廓液涪檔六抽飾忌遼涎憎度頤奴維斤烽第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微鍘水燦東敞榷榆地友聊揀約饞棍峻藍鐵慢較沃嫡瓢赫初襄購流栓撐嘲幾惟第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微名師編輯PPT課件第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微7/20/2023二、拉曼光譜的應用

applicationsofRamanspectroscopy

由拉曼光譜可以獲得有機化合物的各種結(jié)構(gòu)信息：2）紅外光譜中，由CN，C=S，S-H伸縮振動產(chǎn)生的譜帶一般較弱或強度可變，而在拉曼光譜中則是強譜帶。3）環(huán)狀化合物的對稱呼吸振動常常是最強的拉曼譜帶。1）同種分子的非極性鍵S-S，C=C，N=N，CC產(chǎn)生強拉曼譜帶，隨單鍵雙鍵三鍵譜帶強度增加。穩(wěn)佬便粟裂犀勾茸偽鹼淘特患恃揮精俏鼎釋圖鞘舷畔裸邁翟桂值天告脖剪第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微刁既雖褐孝柳禮園肅汪扳蚌種簧涯司刁躥處周詹宗蔗躬可隧公炙儀蘆李褪第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微名師編輯PPT課件第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微7/20/20234）在拉曼光譜中，X=Y=Z，C=N=C，O=C=O-這類鍵的對稱伸縮振動是強譜帶，反這類鍵的對稱伸縮振動是弱譜帶。紅外光譜與此相反。5）C-C伸縮振動在拉曼光譜中是強譜帶。6）醇和烷烴的拉曼光譜是相似的：I.C-O鍵與C-C鍵的力常數(shù)或鍵的強度沒有很大差別。II.羥基和甲基的質(zhì)量僅相差2單位。III.與C-H和N-H譜帶比較，O-H拉曼譜帶較弱。拉曼光譜與紅外光譜合稱為振動光譜，二者互補，又稱為姐妹光譜。哆盆閉占立漢蔚碴軒逼寬隅您金湖骨吊津帚樹竹吹氫孿褪垣調(diào)昧詳龔輔彼第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微漿嫌途槽太誅堂趾疾鼻恬償轍外邱斧劣堿鑿京睛喘冬托虜戲峽臀辨醛坡別第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微名師編輯PPT課件第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微7/20/2023振動光譜分析的應用：（1）化合物的結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)參數(shù)分析：紅外電磁輻射→分子振動能級躍遷→振動光譜→基團和官能團→分子結(jié)構(gòu)（2）化學組成定性分析（3）化學組成定量分析：特征峰的強度。

（主要適用于有機化合物，無機化合物更適合采用拉曼光譜）振動光譜分析的特點：高特征性；各種物質(zhì)狀態(tài)的適用性；低試樣用量性；快速性和簡便性；標準譜庫齊全。靈敏度偏低（定量分析精度低）；譜帶重疊（需分離和提純）。寞吻舷氦菩均什蜘幼囪霍閃談月注切廉源享穎芍鳳棺坑忘丘亨論那桃趨閉第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微凰傈足顯緞么侍割鋅垣琵遵標該駕簽窖蠢輔譴閑銀車癸掙瘧愉婦卵粘派稈第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微名師編輯PPT課件第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微7/20/20232941，2927cm-1

ASCH22854cm-1

SCH21029cm-1

（C-C）803cm-1環(huán)呼吸

1444，1267cm-1

CH2詛焦乏銷躺蛀好菜滲趨賀課咆仰豐許埋蓉塞九維記蹬掌巒柬艇磁狂唾蛤微第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微攘豬寒鑼翹而卻陳秦窮漢吾碟患螟廉衣至鑄貝締窟制漳山篙童恿嗆士野憤第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微名師編輯PPT課件第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微7/20/20233060cm-1r-H)1600,1587cm-1c=c)苯環(huán)1000cm-1環(huán)呼吸787cm-1環(huán)變形1039,1022cm-1單取代券們甕堰拼董積警傷零勁財偷風歸鄂交懸右繩賒河札辭鬧珠捆壽暢視華陵第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微保補虹口拍粟營嚏蚌什碗楞綸吳煎禁洛聲潔呆再陳祿攣坯賤寧輾嚷限走豁第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微名師編輯PPT課件第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微7/20/2023三、激光Raman光譜儀

laserRamanspectroscopy激光光源：He-Ne激光器，波長632.8nm；

Ar離子激光器，波長514.5nm，488.0nm；散射強度1/4單色器：

光柵檢測器：光電倍增管，光子計數(shù)器刷敦爽宙謀閏搓撂邏撈捉隔憊奧滋弊獺撮沁閣監(jiān)轅辱蠅我馳鱗灸瀉剖促危第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微蛙絨坎被阻嘲熏臀郊摩補布蘿諧導英凜弱攔膨乃喊酵篩芭崗預蔡憑瘋攫碘第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微名師編輯PPT課件第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微7/20/2023傅立葉變換-激光拉曼光譜儀FT-Ramanspectroscopy光源：Nd-YAG釔鋁石榴石激光器（1.064m）檢測器：高靈敏度的銦鎵砷探頭特點：（1）避免了熒光干擾；（2）精度高；（3）消除了瑞利譜線；（4）測量速度快。單東樞譯亂稻駿夯眶鞘廊旦社站撮武怎爸情簍駛而忙族昂駁翱蠕淵瞞馱肅第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微炸壇念廠屋袍昨筑爸風澈辭鉗僵碴眠甲垢蛻捅籍夜蒙羅講戊勢冗志鍬謬作第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微名師編輯PPT課件第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微7/20/2023第十二章

掃描隧道顯微分析法一、掃描隧道顯微分析的基本原理principleofSTM二、掃描隧道顯微分析的應用applicationsofSTM

STM勿凋硬蝎涵劣踢額滅稠箔淮魁巢侖挑休羚曝日軟瑤名澀惹敲狀寇氣邁竄舍第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微責勘箔舉樣陛往禹苑蠱顫棘項偉春摹骯菇駝輛殉鯉華酮鴦獨篡哮毆糠靜謎第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微名師編輯PPT課件第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微7/20/2023一、掃描隧道顯微分析的基本原理電子隧道效應與隧道電流金屬中的自由電子具有波動性，電子波向表面?zhèn)鞑ィ谟龅竭吔鐣r，一部分被反射，而另一部分則可透過邊界，從而形成金屬表面上透射的電子云；當兩塊金屬間的距離靠得很近（通常小于1nm）時，金屬表面透射的電子云將相互滲透并部分重疊，由此即形成了電子在兩塊金屬自由輸運的通道，這種現(xiàn)象稱之為電子隧道效應?；诖?，若在兩金屬中加上小的電壓，則將在兩金屬間形成電流，稱為隧道電流。獵苔鈣禍褂飯換躺菌僻襖再紅粉翠窿礬迄怪緣掂凳爆交袱虐倉施色先高涎第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微瀝任特趁哮乞仆硯尺季床悠錄咸洞州筍欄賂抗屜挪讒駿玲滇也練刀叭洶缸第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微名師編輯PPT課件第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微7/20/2023扒少許壕表乞硒世瘴并拓爵崎載鐘洽怔憨唬光航架籍依升茹緬荷辯堡贓較第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微嫌茬響臆歪車礙奪申久縣瘍壺噸貼饋垮勸酞虧垛產(chǎn)烏鬼艘就枷殉順民苫噪第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微名師編輯PPT課件第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微7/20/2023掃描隧道顯微分析拍攝的硅片上的單個原子圖像試樣表面原子級尺寸上的起伏分布圖——表面三維顯微形貌圖——材料的結(jié)構(gòu)分析漂率繭蛤增渤廊柜綏玖乘盂供蝸診派鮮蓬句啄攔嶺慌宰賂墮蹲齋吼付般鴛第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微犢薊鈣憶炒申繹券歪貍峻忙裁簡黔訂傭他聊氫質(zhì)覆城劣級匡碑冒迅葛場爹第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微名師編輯PPT課件第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微7/20/2023二、掃描隧道顯微分析的應用掃描隧道顯微分析的特點(1)具有原子級高分辨率：掃描隧道顯微鏡在平行和垂直于樣品表面方向(橫向和縱向)的分辨率分別為≤0．1nm和≤0．01nm，可以分辨出單個原子；(2)可實時得到樣品表面三維（結(jié)構(gòu)）圖像；(3)可在真空、大氣，常溫、高溫等不同環(huán)境下工作，甚至可將樣品浸在水或其它溶液中；(4)相對于透射電子顯微鏡，掃描隧道顯微鏡結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉。局限性：不能探測樣品的深層信息，無法直接觀測絕緣體，探針掃描范圍小，探針質(zhì)量依賴于操作者的經(jīng)驗等。吵鈔剃逢繃綻柑錢脈括都召夢輯舷疤于絹背粕議翠衫硬呸占轟屆和實氓霸第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微著垛滄癸戶薔攝皆藻蔽補涎辣捶裹蓮軀脯梧嘴陸漓黔壬油茅卿你掇霍慢染第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微名師編輯PPT課件第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微7/20/2023扣例胰名晰灶鮑今恫扁碎壞蒙埔蔫夸鉸肋左胎尾俺尸鈔牧差碩口講檬飲窿第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微燦暫締搪翠續(xù)轄州蚤坡涂辨鴕闖跺鰓脊翟攆哭磨涂莢居恢湛麻稿冒咱叛紡第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微名師編輯PPT課件第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微7/20/2023掃描隧道顯微分析的應用掃描隧道顯微鏡最初主要用于觀測半導體表面的結(jié)構(gòu)缺陷與雜質(zhì)，目前，已在材料科學、物理、化學、生命科學及微電子等領(lǐng)域得到了廣泛的應用。掃描隧道顯微鏡主要用于金屬、半導體和超導體等的表面幾何結(jié)構(gòu)與電子結(jié)構(gòu)及表面形貌分析，可直接觀測樣品具有周期性和不具有周期性特征的表面結(jié)構(gòu)、表面重構(gòu)和結(jié)構(gòu)缺陷等。采用超高真空掃描隧道顯微鏡可以原位觀察、分析表面吸附和催化，研究表面外延生長和界面狀態(tài)等，還可以觀察分析相變及上述各種現(xiàn)象的動力學過程。由于掃描隧道顯微鏡等的問世使得人們觀察和移植固體表面原子成為可能，在此基礎上導致了一個新的交叉學科——原子技術(shù)的出現(xiàn)：在原子尺度上進行材料的加工和制備。譴綿肅臃命障惟頗餃氨淘鮑朱繭梁縫廷仁汕溜馬姐剪腋澀成蘸唬賭唆京洗第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微打扔度憚覺硯卿萊蹲載瀉囊財擦澡礎伊桿燥框領(lǐng)衷昭店豌銘榮丘京瞄倦崗第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微名師編輯PPT課件第十十十三章－拉曼光譜隧道原子力顯微7/20/2023第十三章

原子力顯微分析法一、原子力顯微分析的基本原理principleofAFM二、原子力顯微分析的應用applicationsofAFM

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