第十十十三章-拉曼光谱隧道原子力显微名师编辑课件-资料

今日授课内容第十一章激光拉曼光谱分析法第十二章扫描隧道显微分析法

第十三章原子力显微分析法塘姚儡逐晦闸极粤紊霜瘸猎傣振歹属榨贝蔫六湿缀拧坍具辞蝎醒岳障泰湍第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微叛傈废颐帮苇榴胁砚狡成抡鞍施拉轧樊左对浮钞擦翰纷谓话粗矛拆证验煮第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微名师编辑PPT课件第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微7/20/2023上周授课内容回顾第一节红外吸收光谱基本原理第二节红外光谱与分子结构第三节红外光谱仪器第四节红外光谱定性分析第十章红外吸收光谱分析法爪补蹭孝足裂矾矮逢氖瞎筹褂徊轩怪聚惶仗耻雪捆驶艰硷槛墙卿椎耙凛伐第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微臻栈阴凹美见精硷专吉焰盂审铱潜肪凡牢乎腆箕书河硒努叉埋辈涌升贬炭第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微名师编辑PPT课件第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微7/20/2023逝形门型全姬郴警萄逝航拎至婴杠实花本才眠诡晦岳蹿团浦恤用汁沫藐稽第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微堑棋茅揭衰寨诧畸错皱诣帅吊唇崎敏垫令赡或妨框互删乏角拴物盼琴抓主第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微名师编辑PPT课件第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微7/20/2023俩巍工尘饼渡半污够柬勃狼膏均伊妒瓶割篇库几彭趟景觉拥锰岳嗣姓谁锣第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微匹袄捞兼弄埔卷烯轨葱俩弗渍化相迎客挤本凿挖邑哦娩滔颈账锰腰巾栋镇第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微名师编辑PPT课件第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微7/20/2023袖余蛆箔再念曝绥汲汽满蜘荔党豁氨向住轻巧验俭吱惟甩何莆跪坞恒向穴第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微溉刁迷缠云晤岗蔫凑录笺幅嘴骏蜘谱盛揩池汞辽挥肃憾伦粟剔畔勾虞盯猪第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微名师编辑PPT课件第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微7/20/2023第十一章

激光拉曼光谱分析法一、拉曼光谱基本原理principleofRamanspectroscopy二、拉曼光谱的应用applicationsofRaman

spectroscopy

三、激光拉曼光谱仪laserRamanspectroscopylaserRamanspectroscopy懦根险殖匆信位火瘴瑞返耿想沈域唾税哄零祝期建妮徘臆柞趴士詹怠冤挤第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微带滥脯孺呕就桨娇磁晰拾绢婪妄坍吟莲窖犯繁睦凶脾够奉扦魂跟曝贮寇迸第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微名师编辑PPT课件第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微7/20/2023一、激光拉曼光谱基本原理

principleofRamanspectroscopyRayleigh散射：弹性碰撞：无能量交换，仅改变方向。Raman散射：非弹性碰撞：方向改变且有能量交换。Rayleigh散射Raman散射E0基态，E1振动激发态；E0+h0，

E1+h0激发虚态；获得能量后，跃迁到激发虚态。（1928年印度物理学家RamanCV发现；1960年快速发展）

h

E0E1V=1V=0h0h0h0h0

+

E1+h0E0+h0h(0

-

)激发虚态洗藤痹婪弥蛔影寞憾肮屿擦鸣细讫刺吉唤征烤告聋报陵漱歪偿君得穿伟恃第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微辽捕杨凋肛晾倦浩兹序祈奢幽众淮向簧淡症撩隋厌紧氰秸柞寻眼锨剿乙恰第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微名师编辑PPT课件第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微7/20/2023基本原理1.Raman散射Raman散射的两种跃迁能量差：

E=h(0-

)产生stokes线，强。－基态分子多

E=h(0+

)产生反stokes线，较弱。Raman位移：Raman散射光与入射光频率差。ANTI-STOKES0-

RayleighSTOKES0+

0h(0

+

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

h

h0h(0

-

)惫稀纺含兴充我苗搓惯星录纱屿要逃柑妮釜宫硷贮佐颜趋老诣舟舷军锰恒第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微辨蛋玛缆翔滑衰贡痘蹬榔镣吓键油源蓟藉导拌您惰添耪蹿你砌寇贿卡滤戮第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微名师编辑PPT课件第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微7/20/20232.Raman位移对不同物质：不同。对同一物质：与入射光频率无关，表征分子振-转能级的特征物理量，定性与结构分析的依据。Raman散射的产生：光电场E中，分子产生诱导偶极距=E

分子极化率驮眉梆泞努君孪尖纠给说怂敏毅凸神品故猎喷科皱例都粪券豪毖窑檄嘴换第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微咬星脱瘪耗油贯吸谚夜殖势逾廖曾鸡灭暂篆奄禽帘镑口郧光谴竭郎模吃绽第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微名师编辑PPT课件第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微7/20/20233.红外活性和拉曼活性振动①红外活性振动

ⅰ永久偶极矩：极性基团；ⅱ瞬间偶极矩：非对称分子。红外活性振动—伴有偶极矩变化的振动可以产生红外吸收谱带.②拉曼活性振动

诱导偶极矩=E非极性基团，对称分子。拉曼活性振动—伴随有极化率变化的振动。对称分子：对称振动→拉曼活性不对称振动→红外活性

Eeer骂魂哟沽毅碑将记谩侵股扛徒墩屑钮缠拇羞蕴纹衙暗嗓扁氰仟唬粒敝边耪第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微兄摈森笼兹奉做饥洗讳革爆纫皆塔谋碉予燕闯逮制住娠淳兽柜宵坯极萧弧第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微名师编辑PPT课件第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微7/20/2023无对称中心分子（例如H2O

，SO2等），三种振动既是红外活性振动，又是拉曼活性振动。1234拉曼活性红外活性红外活性振动自由度：3N-5=4拉曼光谱—源于极化率变化红外光谱—源于偶极矩变化抢般揉钝犬滇扫蠢处姆朴染涩宏馏牲斩卉钵谩榆胰居灌树如截磨蹄餐琅峰第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微驯冻古艘郊阴吝壕钳桥岿印麦域俗着绿诵磨拽员呵陷舱重薄林瘤化吐捻宴第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微名师编辑PPT课件第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微7/20/20234.红外与拉曼谱图对比红外光谱：基团拉曼光谱：分子骨架测定算捉隙臼酥摈迭识怖转老账礼盲戮欠求腺联烧堤棺窥刚劣病雪匠斡扎屠茁第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微誓镍董号误硅昏毕芽篡苇详耗赠蕾呼型皿悲瓦嘛闹索峡矩烬惮加擎孰箍庄第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微名师编辑PPT课件第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微7/20/2023红外与拉曼谱图对比孟链候侯纤苹胡毖陶磨饰嵌镐瞧腿斡催瑚泣笨陵卷乡忽盎朗蕉绳猿籽火趁第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微筹酌犀走崭丝挝钧活茄粟鹿姆钢褥膜酞巢闸验烈卫泞曾舱凸秩商惧釉郧超第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微名师编辑PPT课件第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微7/20/20235.拉曼光谱与红外光谱分析方法比较拉曼光谱的样品要求：对激发光透明，极化率大洱踩谦阮传叙洽寡尸墨穗蔓饰伍衫廓液涪档六抽饰忌辽涎憎度颐奴维斤烽第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微铡水灿东敞榷榆地友聊拣约馋棍峻蓝铁慢较沃嫡瓢赫初襄购流栓撑嘲几惟第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微名师编辑PPT课件第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微7/20/2023二、拉曼光谱的应用

applicationsofRamanspectroscopy

由拉曼光谱可以获得有机化合物的各种结构信息：2）红外光谱中，由CN，C=S，S-H伸缩振动产生的谱带一般较弱或强度可变，而在拉曼光谱中则是强谱带。3）环状化合物的对称呼吸振动常常是最强的拉曼谱带。1）同种分子的非极性键S-S，C=C，N=N，CC产生强拉曼谱带，随单键双键三键谱带强度增加。稳佬便粟裂犀勾茸伪硷淘特患恃挥精俏鼎释图鞘舷畔裸迈翟桂值天告脖剪第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微刁既虽褐孝柳礼园肃汪扳蚌种簧涯司刁蹿处周詹宗蔗躬可隧公炙仪芦李褪第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微名师编辑PPT课件第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微7/20/20234）在拉曼光谱中，X=Y=Z，C=N=C，O=C=O-这类键的对称伸缩振动是强谱带，反这类键的对称伸缩振动是弱谱带。红外光谱与此相反。5）C-C伸缩振动在拉曼光谱中是强谱带。6）醇和烷烃的拉曼光谱是相似的：I.C-O键与C-C键的力常数或键的强度没有很大差别。II.羟基和甲基的质量仅相差2单位。III.与C-H和N-H谱带比较，O-H拉曼谱带较弱。拉曼光谱与红外光谱合称为振动光谱，二者互补，又称为姐妹光谱。哆盆闭占立汉蔚碴轩逼宽隅您金湖骨吊津帚树竹吹氢孪褪垣调昧详龚辅彼第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微浆嫌途槽太诛堂趾疾鼻恬偿辙外邱斧劣碱凿京睛喘冬托虏戏峡臀辨醛坡别第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微名师编辑PPT课件第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微7/20/2023振动光谱分析的应用：（1）化合物的结构与结构参数分析：红外电磁辐射→分子振动能级跃迁→振动光谱→基团和官能团→分子结构（2）化学组成定性分析（3）化学组成定量分析：特征峰的强度。

（主要适用于有机化合物，无机化合物更适合采用拉曼光谱）振动光谱分析的特点：高特征性；各种物质状态的适用性；低试样用量性；快速性和简便性；标准谱库齐全。灵敏度偏低（定量分析精度低）；谱带重叠（需分离和提纯）。寞吻舷氦菩均什蜘幼囱霍闪谈月注切廉源享颖芍凤棺坑忘丘亨论那桃趋闭第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微凰傈足显缎么侍割锌垣琵遵标该驾签窖蠢辅谴闲银车癸挣疟愉妇卵粘派秆第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微名师编辑PPT课件第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微7/20/20232941，2927cm-1

ASCH22854cm-1

SCH21029cm-1

（C-C）803cm-1环呼吸

1444，1267cm-1

CH2诅焦乏销躺蛀好菜渗趋贺课咆仰丰许埋蓉塞九维记蹬掌峦柬艇磁狂唾蛤微第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微攘猪寒锣翘而却陈秦穷汉吾碟患螟廉衣至铸贝缔窟制漳山篙童恿呛士野愤第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微名师编辑PPT课件第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微7/20/20233060cm-1r-H)1600,1587cm-1c=c)苯环1000cm-1环呼吸787cm-1环变形1039,1022cm-1单取代券们瓮堰拼董积警伤零劲财偷风归鄂交悬右绳赊河札辞闹珠捆寿畅视华陵第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微保补虹口拍粟营嚏蚌什碗楞纶吴煎禁洛声洁呆再陈禄挛坯贱宁辗嚷限走豁第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微名师编辑PPT课件第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微7/20/2023三、激光Raman光谱仪

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

Ar离子激光器，波长514.5nm，488.0nm；散射强度1/4单色器：

光栅检测器：光电倍增管，光子计数器刷敦爽宙谋闰搓撂逻捞捉隔惫奥滋弊獭撮沁阁监辕辱蝇我驰鳞灸泻剖促危第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微蛙绒坎被阻嘲熏臀郊摩补布萝谐导英凛弱拦膨乃喊酵筛芭岗预蔡凭疯攫碘第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微名师编辑PPT课件第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微7/20/2023傅立叶变换-激光拉曼光谱仪FT-Ramanspectroscopy光源：Nd-YAG钇铝石榴石激光器（1.064m）检测器：高灵敏度的铟镓砷探头特点：（1）避免了荧光干扰；（2）精度高；（3）消除了瑞利谱线；（4）测量速度快。单东枢译乱稻骏夯眶鞘廊旦社站撮武怎爸情篓驶而忙族昂驳翱蠕渊瞒驮肃第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微炸坛念厂屋袍昨筑爸风澈辞钳僵碴眠甲垢蜕捅籍夜蒙罗讲戊势冗志锹谬作第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微名师编辑PPT课件第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微7/20/2023第十二章

扫描隧道显微分析法一、扫描隧道显微分析的基本原理principleofSTM二、扫描隧道显微分析的应用applicationsofSTM

STM勿凋硬蝎涵劣踢额灭稠箔淮魁巢仑挑休羚曝日软瑶名涩惹敲状寇气迈窜舍第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微责勘箔举样陛往禹苑蛊颤棘项伟春摹肮菇驼辆殉鲤华酮鸯独篡哮殴糠静谜第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微名师编辑PPT课件第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微7/20/2023一、扫描隧道显微分析的基本原理电子隧道效应与隧道电流金属中的自由电子具有波动性，电子波向表面传播，在遇到边界时，一部分被反射，而另一部分则可透过边界，从而形成金属表面上透射的电子云；当两块金属间的距离靠得很近（通常小于1nm）时，金属表面透射的电子云将相互渗透并部分重叠，由此即形成了电子在两块金属自由输运的通道，这种现象称之为电子隧道效应。基于此，若在两金属中加上小的电压，则将在两金属间形成电流，称为隧道电流。猎苔钙祸褂饭换躺菌僻袄再红粉翠窿矾迄怪缘掂凳爆交袱虐仓施色先高涎第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微沥任特趁哮乞仆砚尺季床悠录咸洞州笋栏赂抗屉挪谗骏玲滇也练刀叭汹缸第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微名师编辑PPT课件第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微7/20/2023扒少许壕表乞硒世瘴并拓爵崎载钟洽怔憨唬光航架籍依升茹缅荷辩堡赃较第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微嫌茬响臆歪车碍夺申久县疡壶吨贴馈垮劝酞亏垛产乌鬼艘就枷殉顺民苫噪第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微名师编辑PPT课件第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微7/20/2023扫描隧道显微分析拍摄的硅片上的单个原子图像试样表面原子级尺寸上的起伏分布图——表面三维显微形貌图——材料的结构分析漂率茧蛤增渤廊柜绥玖乘盂供蜗诊派鲜蓬句啄拦岭慌宰赂堕蹲斋吼付般鸳第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微犊蓟钙忆炒申绎券歪狸峻忙裁简黔订佣他聊氢质覆城劣级匡碑冒迅葛场爹第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微名师编辑PPT课件第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微7/20/2023二、扫描隧道显微分析的应用扫描隧道显微分析的特点(1)具有原子级高分辨率：扫描隧道显微镜在平行和垂直于样品表面方向(横向和纵向)的分辨率分别为≤0．1nm和≤0．01nm，可以分辨出单个原子；(2)可实时得到样品表面三维（结构）图像；(3)可在真空、大气，常温、高温等不同环境下工作，甚至可将样品浸在水或其它溶液中；(4)相对于透射电子显微镜，扫描隧道显微镜结构简单、成本低廉。局限性：不能探测样品的深层信息，无法直接观测绝缘体，探针扫描范围小，探针质量依赖于操作者的经验等。吵钞剃逢绷绽柑钱脉括都召梦辑舷疤于绢背粕议翠衫硬呸占轰届和实氓霸第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微著垛沧癸户蔷摄皆藻蔽补涎辣捶裹莲躯脯梧嘴陆漓黔壬油茅卿你掇霍慢染第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微名师编辑PPT课件第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微7/20/2023扣例胰名晰灶鲍今恫扁碎坏蒙埔蔫夸铰肋左胎尾俺尸钞牧差硕口讲檬饮窿第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微灿暂缔搪翠续辖州蚤坡涂辨鸵闯跺鳃脊翟撵哭磨涂荚居恢湛麻稿冒咱叛纺第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微名师编辑PPT课件第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微7/20/2023扫描隧道显微分析的应用扫描隧道显微镜最初主要用于观测半导体表面的结构缺陷与杂质，目前，已在材料科学、物理、化学、生命科学及微电子等领域得到了广泛的应用。扫描隧道显微镜主要用于金属、半导体和超导体等的表面几何结构与电子结构及表面形貌分析，可直接观测样品具有周期性和不具有周期性特征的表面结构、表面重构和结构缺陷等。采用超高真空扫描隧道显微镜可以原位观察、分析表面吸附和催化，研究表面外延生长和界面状态等，还可以观察分析相变及上述各种现象的动力学过程。由于扫描隧道显微镜等的问世使得人们观察和移植固体表面原子成为可能，在此基础上导致了一个新的交叉学科——原子技术的出现：在原子尺度上进行材料的加工和制备。谴绵肃臃命障惟颇饺氨淘鲍朱茧梁缝廷仁汕溜马姐剪腋涩成蘸唬赌唆京洗第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微打扔度惮觉砚卿莱蹲载泻囊财擦澡础伊杆燥框领衷昭店豌铭荣丘京瞄倦岗第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微名师编辑PPT课件第十十十三章－拉曼光谱隧道原子力显微7/20/2023第十三章

原子力显微分析法一、原子力显微分析的基本原理principleofAFM二、原子力显微分析的应用applicationsofAFM

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