Khi chiếu ỏnh sỏng vào trong vật rắn, do sự tƣơng tỏc của photon với cỏc dao động phõn tử, phonon trong vật rắn làm cho hƣớng và năng lƣợng của photon thay đổi. Năng lƣợng của photon sau quỏ trỡnh tƣơng tỏc này cú thể tăng lờn bởi hiện tƣợng bức xạ hoặc giảm đi bởi hiện tƣợng hấp thụ. Sự thay đổi năng lƣợng này phản ỏnh cỏc mode dao động trong mạng tinh thể của vật rắn. Cỏc mode dao động này là đại lƣợng đăng trƣng cho từng vật liệu và để phõn biệt vật liệu này với vật liệu khỏc. Bằng cỏch ghi nhận và phõn tớch cỏc photon phỏt ra sau quỏ trỡnh tƣơng tỏc thỡ ngƣời ta cú thể xỏc định đƣợc vật liệu trong mẫu cũng nhƣ cỏc mode dao động của vật liệu này.
Một ứng dụng quan trọng của phổ tỏn xạ Raman là xỏc định kớch thƣớc của vật liệu. Mụ hỡnh tớnh kớch thƣớc của vật liệu từ phổ tỏn xạ Raman đƣợc đƣa ra bởi Richter [46], và đƣợc phỏt triển bởi Campbell and Fauchet [49]. Mụ hỡnh này cũng đƣợc Piscanec [114] và Irrera [5] ỏp dụng để xỏc định đƣờng kớnh dõy nano Si từ phổ tỏn xạ Raman.
Theo mụ hỡnh này, cƣờng độ Raman trong vựng Brillouin đƣợc xỏc định bằng cụng thức [114]:
( ) ∫ ( )
( ) ( ) ( ) (2.5)
Trong đú:
q là vộc tơ súng phonon
( ) là hệ số Fourier của hàm giam cầm và đƣợc xỏc định bằng cụng thức:
( ) ( ) (2.6)
0
59
q
là sự tỏn xạ phonon:
( ) ( ) (2.7) Với A = 1,714 x 105 cm-2, B = 105 cm-2 và D là hệ số điều chỉnh
Bằng cỏch fit cƣờng độ phổ tỏn xạ Raman theo hàm Gaussian thỡ cú thể xỏc định đƣợc kớch thƣớc của dõy nano Si.