CHƢƠNG 2 KỸ THUẬT THỰC NGHIỆM
2.2. Các phƣơng pháp nghiên cứu tính chất mẫu
2.2.4. Phổ tán xạ Raman
Khi ánh sáng tƣơng tác với các phân tửtrong mạng tinh thể, tƣơng tác chủ yếu là tán xạ đàn hồi và đƣợc gọi là tán xạ Rayleigh. Tán xạ này phụ thuộc vào bậc 4 của tần số và càng rõ nét với bƣớc sóng thấp. Trong trƣờng hợp khác, nếu năng lƣợng của ánh sáng đƣợc tăng thêm hay bớt đi, nghĩa là tán xạ khơng đàn hồi, thì nó đƣợc gọi là tán xạ Raman (Hình 2.10).
Thấu kính hội tụ
Thực tế, tán xạ Raman là tán xạ không đàn hồi giữa photon và dao động mạng của mạng tinh thể (phonon). Sau quá trình va chạm, năng lƣợng của photon giảm đi (hoặc tăng lên) một lƣợng bằng năng lƣợng giữa hai mức dao động của ion/nguyên tử (hoặc mạng tinh thể) cùng với sự tạo thành (hoặc hủy) một hạt phonon. Dựa vào phổ năng lƣợng thu đƣợc, ta có thể có những thơng tin về mức năng lƣợng dao động của nguyên tử, phân tử hay mạng tinh thể. Giống nhƣ tán xạ Rayleigh, tán xạ Raman phụ thuộc vào độ phân cực của phân tử. Với các phân tử phân cực, năng lƣợng photon có thể kích thích các mode dao động, tạo ra các photon tán xạ có năng lƣợng khác với năng lƣợng photon ban đầu (ν0) một lƣợng bằng đúng với năng lƣợng dao động (νm). Nếu năng lƣợng của photon tán xạ thấp hơn năng lƣợng của photon ban đầu thì trong phổ tán xạ, sẽ xuất hiện các vạch phổ thấp hơn đỉnh tán xạ Rayleigh, gọi là các vạch Stoke (ν0-νm). Nếu kích thích đủ lớn, ta có thể quan sát các vạch phía trên tần số ánh sáng kích thích, gọi là các vạch phản Stoke (ν0+νm). Ở điều kiện thƣờng, vạch Stokes thƣờng mạnh hơn vạch phản Stokes. Cả 2 vạch đều cho thông tin nhƣ nhau nên ngƣời ta thƣờng đo phổ Stokes.
Hình 2.11: Sơ đồ khối của phép đo tán xạ Raman.
Laser Kính lọc Gƣơng Mẫu Thấu kính camera Bộ lọc Máy đa sắc Detector Máy tính
Hệ đo Raman đƣợc sử dụng trong luận văn này là Labram HR800 (Horiba, Nhật bản) tại Khoa Vật lý, Đại học Khoa học Tự nhiên Hà nội với sơ đồ khối đo đƣợc chỉ ra trên Hình 2.11.