白皮书
天博综合体育app下载拉曼分析仪的新分析
Überblick – 纳米结构天博综合体育app下载
THz-Raman™-Spektroskopie 是一种相对新的天博综合体育app下载方法,是一种光学光谱天博综合体育app下载方法,是一种在 Echtzeit 和 ohne spezielle 中测量纳米结构和定量数据的方法Probenvorbereitung liefert。这就是研究和开发中的理想工作原理,Prozessüberwachung oder QC/QA,bei der die funktionelle Leistung nicht nur von der Chemie der Probe,sondern auch von ihrer nanoskaligen Struktur abhängt。在 Kolloide 中,Polymere、Polymere、Kristallinität 和 Schichtdicke die Physikalischen Eigenschaften(z. B. Zugfestigkeit、Fließfähigkeit)最好Flüssigkristall-Displaytechnologie,bei der die molecular Ausrichtung die Lichtdurchlässigkeit bestimmt,Quantenpunkte für Bildschirme,Solar- andere photonische Anwendungen,bei denen die Größe der Punkte die Leistung bestimmt,sowie andere 2D-Materialien wie Perowskit-Filme,是摄影功能的电影参数。 Die Möglichkeit, diese Messungen mit einfachen Druckknopf-Analysatoren und sogar während des Prozesses durch ein ohne spezielle Probenvorbereitung oder komplexe Instrumentierung durchzuführen, sind wesentliche Vorteile von THz-Raman gegenüber粉末-伦琴博格 (PRXD) 的非特殊技术技术。 Wie 在 einem früheren 白皮书中,天博综合体育app下载拉曼定量分析的制药应用, ausführlich beschrieben, hat THz-Raman in der pharmazeutischen Industrie schnell an Akzeptanz gewonnen, zum Beispiel dort, wo polymorphe oder kokristalline Details einen direkten Einfluss auf 天博综合体育app下载 Dosierungsmengen haben.在白皮书中,我们将介绍 Blick auf einige interessante neue Anwendungen in anderen Branchen und Technologien。
- 聚合物*和共聚物*
- Halbleiter-Nanokristalle(量子点)
- 钙钛矿薄膜*
- 2D 材料*
- Lumineszierende Organische Kristalle (Rubren)
- 水晶水晶
- 胶体
- Klebstoffaushärtung*
- 禁止非法材料
- Sauerstofflecks 超值
*Beispieldaten,死在 天博综合体育app下载sem 白皮书 vorgestellt werden
Einige THz-Raman-Hintergrundinformationen
天博综合体育app下载拉曼光谱(又称为尼德频率拉曼光谱)是光学光谱的艺术。 Während herkömmliche Techniken wie FTIR 和常规拉曼分子内 Schwingungen nachweisen、最快 THz-Raman Schwingungen größeren Ausmaßes、die natürlicherweise in einem viel niedrigeren Frequenzbereich auftreten、etwa 0,15 THz bis 6 THz (d. h. 5厘米-1二 200 厘米-1)。 Zu 天博综合体育app下载sen Schwingungen gehören Gitterschwingungen in Festkörpern, d. h. Phononen、Verformungen Biomolekularer Einheiten wie Proteine und sogar Viren、Bewegungen von Polymerketten、Schwingungen großer Teilchen wie Kolloide、“atmende” Bewegungen dünner Schichten usw。 天博综合体育app下载se Schwingungsmoden liefern 还包括 Informationen über Größe、Form、Konformation und Ordnung der Proben、einschließlich der lokalen Phase(水晶与非晶体)。 Darüber hinaus gibt das Verhältnis von Anti-Stokes- zu Stokes-verschobenen Raman-Peaks Aufschluss über 天博综合体育app下载 Populationen 天博综合体育app下载ser titer liegenden Schwingungszustände und liefert somit Boltzmann-Temperaturdaten über 天博综合体育app下载 Probe.
天博综合体育app下载拉曼光谱方法在白皮书中找到,天博综合体育app下载拉曼光谱简介。 Obwohl seit langem bekannt ist, dass die Untersuchung von THz-Schwingungen eine Fülle einzigartiger Informationen liefert, war THz-Raman in der Vergangenheit eine Herausforderung, da es schwierig war, das schwache Raman-Streulicht von demintenseren (Rayleigh-)Streulicht bei der ursprünglichen Wellenlänge zu trennen。 Ondax 工程 (jetzt Coherent) 与 Glasfilter 的新艺术、体布拉格光栅 (VBG) 相关。我们将激光技术和垂直集成与相干技术相结合,以便在天博综合体育app下载拉曼工具上使用调色板。相关组件包括 THz 测量模块、天博综合体育app下载光谱仪最佳拉曼光谱仪、超微镜模块、台式分析仪、在线分析仪和普尔文分析仪Flüssigkeiten bis hin zu kompletten Spektrometern for die Forschung。 Diese Produktlinie bietet eine gemeinsame und benutzerfreundliche Platform forschungslabor、die Entwicklung von F&E-Anwendungen、die Prozessüberwachung 和 die Proben-QC/QA。
天博综合体育app下载 folgenden Beispiele sind nur einige der zahlreichen neuen Anwendungen、天博综合体育app下载 von den einzigartigen Datenprofitieren können、天博综合体育app下载 jetzt mit 天博综合体育app下载sen THz-Raman-Tools verfügbar sind。
聚合物
聚乙烯高密度聚乙烯 (HDPE) 的吸引力在 Seiner kosteneffektiven Wettbewerbsfähigkeit 中不存在,sondern auch in seiner weitreichenden Vielseitigkeit。因此,HDPE 的结构特点是在 Glühen verändert werden 上进行的,并且是最佳的关键距离,因此是 genannte Lamellenstärke,zu beeinflussen。层状结构和水晶初始等级的 Glühmethode führt 的变化是直接影响艺术的机械性能。 天博综合体育app下载se Variabilität macht es nützlich für Anwendungen von Milchkannen und Flaschenverschlüssen bis hin zu Plastiktüten und Plastikholz。
Herkömmliche spektroskopische Methoden,die auf die chemische Identifizierung abzielen,sind für die dieser verschiedenen HDPE-Typen nicht besonders nützlich,da es sich um ein und dasselbe 材料处理。天博综合体育app下载拉曼是分析艺术的理想选择,它是现代分析中最常见的数据,是晶体初始梯度和层状透镜的鲜明相位细节。和 THz-Raman keine Probenvorbereitung erfordert 和 ein berührungsloses Werkzeug ist,kann es eine Ideale Lösung für die Online- oder At-Line-Überwachung von Veränderungen in der Polymerstruktur in Echtzeit sein.
注释 1:使用 HDPE 探针测试天博综合体育app下载光谱。 Die größten spektralen Unterschiede gibt es nur im THz-Bereich (<200 cm-1)。澳大利亚参考文献 [1].
在 Coherent TR-Micro-785 分析仪上进行天博综合体育app下载拉曼分析的最佳解决方案 [1]。图 1 典型的天博综合体育app下载拉曼光谱研究和 HPDE 探针研究。 Wie erwartet, sind die Raman-Spektren (von 200 bis 2000 cm-1) für 天博综合体育app下载se vier Proben bemerkenswert ähnlich。 Allerdings gibt es einen deutlichen Unterschied in den Spitzenpositionen und der Bandform für den THz-Bereich (<200 cm-1), der 天博综合体育app下载 permanenten akustischen Moden umfasst.
共聚物
共聚物和聚合物,是一种单体单体,是一种生物聚合物。生产过程中包括 Autoreifen、Stretchgeweben 和 vielen gängigen Kunststoffteilen verwendet。聚[(R)-3-羟基丁酸-共(R)-3-羟基己酸]或PHBHx是一种生物碱和完全生物制剂的热塑性热塑性共聚物,具有良好的性能和吸引力。应用光谱学中的 Eine kürzlich [2] veröffentlichte Studie von Noda 等人。结合中频拉曼和天博综合体育app下载拉曼来了解 PHBHx 的等温晶体化。通过在 der Lage、eine Heteromodus-Korrelationsanalysis durchzuführen、die 2D-spektroskopische Daten liefert 中进行中频频率的消息组合和天博综合体育app下载频率制品的研究。 (Nebenbei bemerkt, haben diese Forscher in dieser Veröffentlichung festgestellt, dass der hohe optische Durchsatz und die hohe Filtereffizienz (d. h. Rayleigh-Blockierung) des Coherent-Sondenkopfes es ihnen ermöglichte, auf den holografischen Notch-Filter, der normalerweise ihrem Mittelfrequenz-Raman-Spektrometer integriert ist, vollständig zu verzichten).
注释 2:异步 2D 天博综合体育app下载相关光谱与 Merkmalen 的 verschiedenen Phasen,在 PHBHx 的晶体化过程中发生变化。 Aus [2] mit Genehmigung。
Abbildung 2 zeigt ein Beispiel für ein zusammengeführtes asyncchrones 2D-Raman-Korrelationsspektrum, das in 天博综合体育app下载ser Stu天博综合体育app下载 erhalten wurde. Zusammen mit den bekannten spektroskopischen Informationen über 天博综合体育app下载 niederfrequenten Inter- and Intra-Helix-Schwingungsmoden im 66–96-cm-1-Fenster ermöglichte 天博综合体育app下载s eine eindeutige Zuordnung der spektralen Merkmale zu verschiedenen Zuständen des PHBHx:amorphes Material、gut geordnete Primärkristalle、Sekundärkristalle und voll ausgebildete Lamellen。在进化过程中,我们看到了水晶化过程中的细节变化。 天博综合体育app下载se Art von Daten kann dann genutzt werden, um 天博综合体育app下载 Herstellung und Kristallization von Copolymeren zu überwachen und zu manipulieren, um Physikalische Eigenschaften wie 天博综合体育app下载 Elastizität finistisch zu optimieren.
金属卤化物-钙钛矿 (MHP)-多晶型物
Perowskit-Filme haben ein großes Potenzial for Solaranwendungen, LED, Photodetektoren und andere photonische Anwendungen.因此,Haben beispielsweise Hybride Bleihalogenid-Perowskite Bereits Solare Umwandlungswirkungsgrade von über 20 % gezeigt。这是最重要的研究成果,它是关于细节的照片特征:它是电影和摄影中的重要元素,是最优化的。 Zu 天博综合体育app下载sem Zweck wurde in einer kürzlich im Journal of Materials Chemistry C [3] veröffentlichten Stu天博综合体育app下载 von Yang 等人。在 Coherent-THz-Raman-Benchtop-Modul verwendet 中,在混合 Bleihalogenid-Perowskiten zu untersuchen、insbesondere CsPbIXBr3-X 和 MAYCs1-YPbI3 中最常见的 Schwingungsmoden。信息艺术就是这样的,这是现代光子学在电子-声子-科普隆蜂流中的物质特征。在 einer anderen Stu天博综合体育app下载 über Bleihalogenid-Perowskite 中,天博综合体育app下载 vonGuo 等人。 in Nature Communications [4] veröffentlicht wurde, wurde Niederfrequez-Raman verwendet, um 天博综合体育app下载 Auswirkungen der starken Gitteranharmonizität auf 天博综合体育app下载 Lumineszenz der Ladungsträgerrekombination zu bestimmen.
版本 3:Raumtemperatur gesammelte Niederfrequenz-Raman-Spektren。 Aus [3] mit Genehmigung。
Einige der interessanteren Polymorphe 天博综合体育app下载ser Materialien,即 z。 B.γ-CsPbI3,,在Raumtemperatur metastabil,werden durch Feuchtigkeit abgebaut和werden durch Laserstrahlung mit Energien oberhalb ihrer Bandlücke abgebaut。 (Glücklicherweise erlaubt die hohe Signalstärke von THz-Raman die Verwendung einer geringeren Laserleistung)。 Aus diesem Grund verwendeten die Forscher eine stableierende Schablone。 Sie lagerten die verschiedenen aus der Lösung in die zylindrischen Nanoporen von anodisiertem Aluminiumicide (AAO) mit einem Durchmesser von 20–250 nm ein.天博综合体育app下载拉曼模块的外部稳定性研究。 Das Modul war mit einer 976-nm-Laserquelle ausgestattet, um die Fluoreszenz der Probe zu vermeiden, verwendete aber weiterhin Standard-CCD-Detektoren auf Siliziumbasis – siehe Abbildung 3.
在研究 Beobachtungen 和 Schlussfolgerungen gemacht 的研究中,在 Echtzeit 中将 Beobachtung von Phasenübergängen 纳入其中。 Insbesondere 天博综合体育app下载 chemischen Substitutionen haben gezeigt, dass der wichtigste Für 天博综合体育app下载 Energie der Gitterschwingungen in 天博综合体育app下载sen von Metall-Halogenid-Perowskiten 天博综合体育app下载 Gittergröße und nicht 天博综合体育app下载 Art der Ionen ist. Insbesondere verschoben sich 天博综合体育app下载 Peakpositionen mit zunehmendem Gitterabstand zu niedrigeren Wellenzahlen。 天博综合体育app下载se Informationen deuten darauf hin, dass der Gitterabstand ein Schlüsselfaktor bei der Beeinflussung der Wechselwirkungen zwischen Elektronen und Phononen sein wird, 天博综合体育app下载 天博综合体育app下载 天博综合体育app下载 fezienz photonischer Bauelemente beeinflussen.
Echtzeit 中的 Überwachung der Klebstoffaushärtung
Die Sicherstellung der ordnungsgemäßen Aushärtung von Epoxyharzen während des Herstellungsprozesses ist den meisten Produktionssektoren ein entscheidender Faktor.天博综合体育app下载光谱是一种方法,是环氧化合物分析的高级方法。 Die meisten dieser Raman-Messungen beschränken sich auf den Bereich des chemischen Fingerabdrucks zwischen 500 cm-12000 厘米-1,wo 天博综合体育app下载 spektralen Peak-Variationen tatsächlich recht gering sind。
版本 4:(oben) Falschfarbenzusammensetzung zahlreicher Raman-Spektren,天博综合体育app下载 über einen Zeitraum von 25 Minuten for “5-Minuten”-Epoxyharz aufgenommen wurden。 (unten) 图表是不同的日期。
我是 Coherent wurde kürzlich eine Stu天博综合体育app下载 durchgeführt 的 Anwendungslabor von Coherent wurde kürzlich eine Stu天博综合体育app下载 durchgeführt,um den Nutzen von THz-Raman zur Überwachung des Aushärtungsprozesses zu bewerten。 Es wurden verschiedene handelsübliche Epoxyharze mit Aushärtungszeiten zwischen 5 和 120 分钟 untersucht。使用相干 TR 探头(带有 808 nm 激光)的光谱探头进行操作,可实现与 Mikroskop 真菌相反的光学测量。 Für jeden Epoxytyp wurden mehrere Proben genommen, um zufällige Variationen beim Mischen usw。 zu berücksichtigen.
Abbildung 4 zeigt einigetytysche Daten aus 天博综合体育app下载ser Stu天博综合体育app下载 – für ein Epoxyharz mit einer nominellen Abbindezeit von 5 Minuten und einer Aushärtungszeit von 1 Stunde nach Angaben des Herstellers. Das obere 图表 verwendet Falschfarben,嗯死在 1 分钟上 25 分钟上的 25 分钟上的 darzustellen。 Schon auf den ersten Blick fällt auf, dass 天博综合体育app下载 Unterschiede bei niedrigen Frequenzen (>200 cm-1) viel größer sind。天博综合体育app下载信号与环氧化物的运行模式有关。 《Unterschied》是一部戏剧家,在《Spektralserien Normalisiert》中,在《Spektralen Derstellung》中,我们对Spektralen的变化进行了分析。 Ein typeisches Beispiel ist in Abbildung 4 (unten) dargestellt. Beachten Sie, dass die Intensitätsänderung (Varianz) im Bereich des chemischen Fingerabdrucks (d. h. des „konventionellen“ Raman-Spektrums) um zwei Größenordnungen höher skaliert werden muss, um eine ähnliche Größenordnung wie die niederfrequente Varianz zu erreichen!
详细天博综合体育app下载环氧乙烷,dass das Verhältnis der Raman-Intensitäten bei 20 cm-1和 85 厘米-1eine vielversprechende Messgröße zur Überwachung der Kinetik des Epoxyhärtungsprozesses ist。图表中的 5 种时间是关于环氧化合物的探测和环氧化合物、“海洋”-Klebstoffs 的命名,时间为 120 分钟,时间为 24 小时。本研究中的环氧化合物数据是在有氧和厌氧环境下进行的,并且是最有效的环氧数据。 THz-Raman-Messungen macht 的自由、危险和自然现象是整个过程中的主要过程,主要是在 Klebstoffe zu entwickeln、um Zeit zu sparen 和gleichzeitig eine qualitativ hochwertige Verbindung zu gewährleisten.
版本 5:20 厘米天博综合体育app下载强度测量图表-185 厘米-1für ein manuell gemischtes Epoxyharz mit einer nominellen Aushärtungszeit von 120 Minuten.
2D 材料中的 Schichteigenschaften
Ein-oder mehrschichtige Materialien,通常是 2D-Materialien bezeichnet werden,unterscheiden sich in ihren Eigenschaften erheblich von ihrer Massephase。 Eine Gruppe 天博综合体育app下载ser 2D-Materialien auf der Basis von Übergangsmetaldihalcogeniden (TMD) weist einzigartige und nützliche elektronische und photonische Eigenschaften auf。 Darüber hinaus handelt es sich um abstimmbare Eigenschaften, 天博综合体育app下载 weitgehend von den Wechselwirkungen zwischen den vertikal gestapelten Schichten bestimmt werden und von der Anzahl und Ausrichtung der Schichten abhängen.
Das Interesse an geschichteten 2D-Systemen, sogenannten van-der-Waals-Heterostrukturen, nahm 2018 noch weiter zu, als es Wissenschaftlern gelang, Proben von doppelten Graphschichten mit einem sogenannten „magischen Winkel“ von 1,1° zwischen den beiden Schichten herzustellen。 Wie von der Theorie vorhergesagt, fanden sie Bereiche der Supraleitung, 天博综合体育app下载 durch eine geringe Spannung ein- und ausgeschaltet werden können.
Bei der Erforschung dieser und zahlreicher anderer Beispiele interessanter 2D-Materialien ist ein einfaches Werkzeug zur Analysis und Überwachung der Wechselwirkung zwischen den Schichten von unschätzbarem Wert。 Die THz-Raman-Analyse erweist sich als ein solches Werkzeug。关于化学天博综合体育app下载分析的详细信息,请参阅在 THz 测试中直接分析天博综合体育app下载分析的详细信息。特征特性是通过定量数据来描述的。 THz-Raman ist die einzige Analysemethod, die eine einfache, zerstörungsfreie Methode zur Gewinnung dieser Daten bietet 和 keine Probenvorbereitung erfordert, was direkte In-situ-Messungen ermöglicht.
Es gibt zwei Klassen 天博综合体育app下载ser niederfrequenten Schwingungen zwischen den Schichten in 2D-Materialien。 Schwingungen、bei denen 天博综合体育app下载 Schichten relativ zueinander gleiten、ohne dass der Schichtabstand ändert、werden als Scherschwingungen 或 Schermoden bezeichnet。 Schwingungen,天博综合体育app下载 senkrecht zu den Schichten verlaufen,d。 h.当您的行为发生变化时,请注意您的行为。
版本 6:Normalisierte THz-Raman™-Spektren von zweischichtigen MoSe2-Materialien,天博综合体育app下载 天博综合体育app下载 entsprechende Verschiebung und Veränderung der Größe des Peaks zeigen,der dem Schermodus-Peak bei 18 cm-1 für rotierte(rot)和konzentrische (blau) Schichtausrichtungen entspricht。 Aus [4] mit Genehmigung。
Wenn die Anzahl der Schichten von zwei ansteigt,erhöht sich die Frequenz der Schwingungen zwischen den Schichten bis zu einem Plateauwert。 Folglich können die niederfrequenten Schwingungsdaten als Fingerabdrücke dienen, um nicht nur die Stapelkonfigurationen der Schichten, sondern auch Anzahl der Schichten zu Charakterisieren. ACS Nano [5] veröffentlichte Studie von Puretzky 等人中的 Eine kürzlich。天博综合体育app下载拉曼光谱是一种二元金属硫族化物,其形式为二价金属硫族化物(MoSe2- und Dreischichtigen MoSe2- und WSe2-Kristallen zu untersuchen)。 Die Raman-Spektren in dieser Studie wurden mit einem相干 TR-MICRO-532 天博综合体育app下载拉曼系统,das an ein einstufiges Spektrometer mit einer spektralen Auflösung von 1,5 cm-1angeschlossen ist,mit einer Anregung bei 532 nm gesammelt。 Beispiele für 天博综合体育app下载 normalisierten THz-Raman-Spektren des Schermodus für 天博综合体育app下载 beiden Orientierungen (gedreht und konzentrisch) von MoSe2-Doppelschichten sind in Abbildung 6 dargestellt.
Beachten Sie,dass 天博综合体育app下载 Spitze bei 18 cm-1(d. h. 0,54 THz) zentriert ist, einer sehr niedrigen Frequenz, 天博综合体育app下载 mit anderen Mitteln nur sehr schwer zu erkennen wäre.
安德烈·安文敦根
Es gibt zahlreiche weitere neue Anwendungen, bei denen die nanoskalige Struktur und die lokale Phase der Proben direkte Auswirkungen auf die Funktionen haben. Dazu gehören Halbleiter-Quantenpunkte für LED 和 andere photonische Geräte、lumineszierendeorganische Kristalle (z. B. Rubren、Tetracen) 和 Flüssigkristalle,die in einigen Bildschirmen verwendet werden, sowie kolloidale Suspensionen, um nur einige zu nennen。这是一个完整的分析,是分析 Spuren 中的 Hauptzweck 和在功能最佳状态下实现的。 Eines davon ist die Erkennung von Luftlecks in Öl- and Gaspipelines, wbei die hohe Empfindlichkeit von THz-Raman für die Erkennung von Sauerstoff genutzt wird.我们发现,大麻素是合成大麻素的最佳原料,它是合成大麻素的关键。在处理材料时,请自行了解天博综合体育app下载拉曼的情况。化学物质天博综合体育app下载拉曼光谱、合成材料、吸收材料和配方的识别和研究der Lagerung (z. B. Hitze, Feuchtigkeit) aufzuzeigen。 Jeder dieser Faktoren kann verräterische “Signaturen” oder “Fingerabdrücke” in der Molekularstrukturhinterlassen, die wie Wasserzeichen wirken und dem Gerichtsmediziner helfen, die Suche nach der Quelle einzugrenzen oder zu beschleunigen.
Zusammenfassung
天博综合体育app下载拉曼是一种新的分析方法,是一种结构和相位分析方法,是一种全面的分析方法。请注意光学光谱的最佳性能、最佳光谱分析和最佳分析,以及特定的探索。 Sie eignet sich hervorragend for alle Anwendungen, bei denen die Funktion von der Nanostruktur, der Phase oder der Ordnung/Unordnung eines Materials abhängt, wie z. B. bei der Massen-、Spurenoder 2D 材料分析。
参考
1。 Coherent, Inc.,聚合物的结构变化,应用亮点,2017 年
2。 I. Noda 等人,聚[(R)-3-羟基丁酸酯-co-(R)-3-羟基己酸酯]共聚物的二维天博综合体育app下载相关光谱研究,应用光谱学。第 71 组,2017 年第 7 期
3。 Y. Yang,通过低频天博综合体育app下载光谱探测稳定 CsPbI3 多晶型物的晶格振动,J. Mater。化学。 C. 第 8 段,8896,(2020)
4。 Y.Guo 等人,铅卤化物钙钛矿中带边载流子的动态发射斯托克斯位移和类液介电溶剂化,Nat Commun 10, 1175 (2019)。
5. 互诫协会Puretzky 等人,二维金属二硫化物层堆叠结构的低频天博综合体育app下载指纹,ACS Nano,频段 9,编号 6,6333 (2015)