白皮书
天博体育拉曼分析仪的新兴应用
概述 - 纳米结构分析
THZ -RAMAN™™,可实时检测纳米尺度下的样品结构信息天博体育拉曼定量分析在制药行业的应用- 所详细描述的那样,天博体育拉曼技术已在制药行业里成功应用,例如用它来检测样品的多晶型或,晶信息,这会直接影响剂量水平。
- 聚合物*和共聚物
- 半导体纳米晶体(量子点)
- 钙钛矿薄膜*
- 二维材料*
- 发光有机晶体(红荧烯)
- 液晶
- 胶体
- 粘合剂固化*
- 非法材料来源归属
- 氧气泄漏监测
*本白皮书中的应用案例

一些天博体育拉曼背景信息
天博体育拉曼光谱(也称为低频拉曼)ftir和传统拉曼技术也可以检测分子振动-1至200 cm-1)((这类振动包括固体(即声子)中的晶格振动、生物分子(例如蛋白质甚至病毒)的形变、聚合物链运动,胶体等大颗粒的振动、薄膜的,“呼吸”(呼吸运动等。运动等。)
先前的白皮书-天博体育拉曼光谱简介- 全面讨论了天博体育拉曼光谱分析法。,但由于存在(瑞利,但由于存在(瑞利)散射光干扰的问题
下面的案例是天博体育拉曼的新兴应用
聚合物
高密度聚乙烯(hdpe)不仅成本低
这些hdpe虽然结构不同,但化学成分相同

图1:不同薄层厚度的四种hdpe样品的完整天博体育光谱。(<200 cm -1)区域。[1]。
近期,相干光谱应用实验室使用tr-micro-785分析仪,研究了hdpe样品的天博体育拉曼光谱[1]。。。。。所示为此次实验中不同薄层厚度的四种 -1)非常相似,符合预期。,在天博体育频域(<200 cm -1),其谱峰位置和形状有明显差异。
共聚物
共聚物是由多种单分子结合的聚合物,生物聚合物是最常见的类型。,生物聚合物是最常见的类型。,包括汽车轮胎、弹性织物和许多常见塑料部件。 poly [(R)-3-羟基丁酸酯-co-(R)-3-羟基己酸酯] (这些研究人员在文章中指出,连贯的(连贯),(他们因此不再需要在中频天博体育光谱仪集成全息陷波滤波器。)

图2:二维天博体育光谱显示了phbhx结晶过程中不同相的特征。,摘自参考文献[2]。
图2所示为该研究中获得的二维天博体育光谱。所示为该研究中获得的二维天博体育光谱。所示为该研究中获得的二维天博体育光谱。所示为该研究中获得的二维天博体育光谱。66-96 cm-1低波数振动模式的已知光谱信息,phbhx:非晶材料,有序的初生晶体、次生晶体和最终的结晶体。,初次获得了样品结晶过程的详细信息。
金属卤化物钙钛矿(MHP)同质多晶体
钙钛矿薄膜在太阳能、 led lend,20%。,仍需进行大量研究才能详细了解其光子特性,仍需进行大量研究才能详细了解其光子特性:以便优化太阳能薄膜和设备
图3:在室温下采集的低波数天博体育光谱。,摘自参考文献[3]。

某些材料具有多晶型,例如γ-CSPBI3,在室温下为亚稳态,受潮会分解,还会被高于其带隙能量的激光辐射而分解。,天博体育拉曼支持使用较低的激光功率。)出于这些原因
这项研究获得了许多有趣的观察结果和结论,包括实时观察样品的相变过程。,在这些金属卤化物钙钛矿系列中
实时监测粘合剂固化过程
在环氧树脂生产制造中,500 cm-1和2000cm-1之间的区域,实际上,这个区域的光谱谱峰变化非常微弱。

图4:(上)(25分钟固化过程的天博体育光谱。)(25分钟固化过程的天博体育光谱。
最近,相干应用实验室进行了一项研究,评估天博体育拉曼在监测固化过程中的效用。,固化时间范围为,固化时间范围为5至120分钟。,使用相干TR-Probe (808 nm激光(()
图图–凝固时间为–凝固时间为5分钟,样品固化时间为1小时。2525分钟固化过程中,1分钟间隔采集的光谱。(> 200 cm-1)区域内,光谱差异非常明显。,差异更为明显。,差异更为明显。差异更为明显。这些天博体育信号可能与固化过程中环氧树脂的剪应力和呼吸模式变化有关。所示。,(4 (下),化学指纹区域(即,“常规”天博体育光谱)()中的强度变化(方差)
几种不同环氧树脂的详细分析结果表明-1和85cm-1的天博体育强度比是很合适监测环氧树脂固化过程动力学的指标。的天博体育强度比是很合适监测环氧树脂固化过程动力学的指标。的天博体育强度比是很合适监测环氧树脂固化过程动力学的指标。所示为不同环氧树脂样品在该比例时的图表,这是这是,“海洋”型粘合剂
图5:固化时间为120分钟的混合环氧树脂在20cm-1和85cm-1时的天博体育强度比实时数据。

二维材料的层属性
单层或多层薄膜材料,通常称为二维材料,与对应的固体料相比,具有截然不同的特性。(tmd)的二维材料
2018年,科学家生产出两层之间扭曲为,科学家生产出两层之间扭曲为1.1°这一所谓“魔法角度”的双石墨烯样品,使得人们对范德华异质结构型二维材料的研究愈发浓厚。,他们发现只需很小电压即可打开和关闭材料的超导特性。
应用科学家和设备工程师寻求探索一种简单有效的工具,来研究二维材料层之间的相互作用。
在二维材料中,低波数层间振动可分为两类。,即改变层间距的振动,则称为呼吸模式或呼吸振动。

图6:两层mose2材料的归一化thz-raman™光谱,显示在旋转(红色)和同轴(蓝色)方向上18 cm-1处的剪切模式谱峰对应的位移和幅度变化。
随着层数从两层开始增加,层间振动的频率将增加至某个平稳值。,低波数振动数据可作为指纹图谱-1的搭配相干TR-Micro-532,使用532nm激光。图激光。所示为上剪切模式的归一化天博体育拉曼光谱。上剪切模式的归一化天博体育拉曼光谱。
请注意,峰值以18cm-1(即 0.54 THZ)为中心,这是一个非常低的波数,用其他任何方式都很难检测到。
其他应用
还有许多其他新兴应用,比如检测样品的纳米结构和局部相位,LED 和其他光子器件的半导体量子点、发光有机晶体(例如红荧烯、并四苯),和部分显示器用液晶,以及胶体悬浮液等。,以及胶体悬浮液等。,甚至可通过天博体育拉曼进行伪造物品的检测和预防工作。,甚至可通过天博体育拉曼进行伪造物品的检测和预防工作。,因为天博体育拉曼光谱能够识别和区分合成途径、化学成分和配方
总结
天博体育拉曼是一种新型分析技术,相对于x射线衍射或其他方法,它可以简单快速的获得样品信息。,所以特别适用于固体分析、溯源或二维材料分析,用来研究材料的纳米结构、相变等。
参考文献
1。 Cooherent,Inc。,聚合物的结构变化,应用重点,2017年
2。 I. Noda等人,二维天博体育相关光谱研究研究[(R)-3-羟基丁酸-co-(R)-3-羟基己酸酯]共聚物,应用光谱。第71卷,第7号,2017年
3。 Y. Yang,通过低频天博体育光谱法探测了稳定的CSPBI3多晶型物的晶格振动,J。Mater。化学C. Vol 8,8896,(2020)
4。 Y. Guo等人,动态发射Stokes Shift和液体样液体介质溶剂液在铅壁钙化杆菌中的带缘载体,NAT Commun 10,1175(2019)。
5.A. Puretzky等人,二维金属二分法层堆叠配置的低频天博体育指纹,ACS Nano,第9卷,数字6,6333(2015)