Chất rắn ở dạng tinh thể hoặc thuỷ tinh được xây dựng từ những nhóm cấu trúc đặc trưng của vật liệu. Mỗi nhóm cấu trúc có các mode dao động đặc trưng, mỗi mode này lại có một năng lượng dao động riêng (năng lượng phonon). Để xác định các mode dao động, chúng ta có thể sử dụng phương pháp hấp thụ hồng ngoại dựa trên sự hấp thụ cộng hưởng năng lượng của các phân tử hay nhóm nguyên tử, hoặc phương pháp tán xạ Raman dựa trên sự tán xạ của ánh sáng trên các hạt hoặc nhóm hạt. Các
phương pháp này cho phép cung cấp nhanh thông tin đặc trưng của cấu trúc phân tử mà không đòi hỏi các tính toán phức tạp. Từ phổ thu được ta có thể biết chính xác thành phần hóa học, dạng liên kết và kiểu dao động tương ứng. Các các mode dao động gây nên biến thiên độ phân cực sẽ tích cực Raman. Phổ Raman thu được sẽ có dạng đường cong với nhiều đỉnh, mỗi đỉnh tương ứng với một mode dao động. Căn cứ vào phổ này, chúng ta có thể xác định được các nhóm cấu trúc tạo nên vật liệu.
Với tinh thể florua, năng lượng phonon thường nhỏ hơn 500 cm-1, trong khi các máy đo phổ hấp thụ hồng ngoại chỉ ghi được trong vùng năng lượng lớn hơn 400 cm- 1. Bởi vậy, để nghiên cứu các mode dao động của tinh thể K2GdF5, chúng tôi sử dụng phổ tán xạ Raman. Phép đo phổ tán xạ Raman của các mẫu nghiên cứu được thực hiện trên thiết bị XPLORA, HORIBA, tại Trường Đại học Duy Tân, Đà Nẵng. Sử dụng bức xạ laser kích thích có bước sóng 785 nm và dải đo từ 50 đến 2000 cm-1 (hình 2.3).
Hình 2.3. Hệ thiết bị đo phổ tán xạ Raman ( MicroRaman XploraPlus).
2.3. Phương pháp nghiên cứu tính chất quang