تکنیک های طیف سنجی رامان

اجزای طیف‌سنج رامان

طیف سنج های رامان عموما از چهار بخش اساسی تشکیل شده اند:‌

منبع نور لیزری

محل قرارگیری نمونه

سیستم شناسایی

یک کامپیوتر برای جمع آوری و ذخیره اطلاعات

در اینجا به چهار روش طیف گیری رامان و مزایای هر کدام اشاره می نماییم:

۱)‌ طیف سنجی رامان پراکنده

مناسب برای نمونه­های مایع، نمونه های با دمای بالا (حتی بالای ۱۰۰۰ درجه سانتی گراد) و نمونه های سیاه

این روش عموما در طول موج ۷۸۰ تا ۸۳۰ نانومتر فلوئورسنس ندارد.

۲)‌ طیف سنجی رامان تبدیل فوریه

فلوئورسنس را کاهش می دهد.

وضوح طیف را بالا می برد.

۳)‌ طیف سنجی رامان تشدید سطحی

وضوح و حساسیت بالایی دارد.

۴)‌ طیف سنجی رامان فضایی

فلوئورسنس کمتری دارد.

تجزیه و تحلیل بسیاری از نمونه ها را آسان تر می کند.

طیف سنجی رامان پراکنده

طیف سنجی رامان پراکنده رایج ترین و اساسی ترین روش است. لیزر آن معمولاً لیزر گازی پیوسته مانند آرگون (۴۸۸ و ۵۱۴ نانومتر)‌، کریپتون (۶۴۷ نانومتر) و یا دیودی (۷۸۰ یا ۸۳۰ نانومتر)‌ است. آشکارساز آن CCD آرایه و اسپکترومترش تک توری است.

شکل ۱- الگوی طیف سنجی رامان پراکنده

طیف سنجی رامان تبدیل فوریه

این سیستم از سال ۱۹۸۷ اجرایی شده است. دستگاه های رامان تجاری از لیزر ND:YAG (1064 نانومتر) با یک تداخل سنج NIR استفاده می کنند که به یک آشکارساز InGaAs یا نیتروژن مایع سرد Ge وصل شده است.

شکل ۲- الگوی طیف سنجی رامان تبدیل فوریه

طیف سنجی رامان تشدید سطحی

در این روش به کمک دو نوع واسط تشدیدکننده (زیرلایه های جامد و نانوذرات کلوئیدی)، سیگنال رامانِ گرفته شده می تواند ۱۰۱۴ برابر شود. این اثر مربوط به دو مکانیزم شیمیایی و الکترومغناطیسی می شود. مکانیزم شیمیایی اغلب به حالت میانی انتقال بار نسبت داده می شود که در جفت شدگی الکترون قوی بین آنالیت و سطح فلز اتفاق می افتد. مکانیزم الکترومغناطیسی که تعداد فوتون پراکنده شده بیشتری نیز دارد، از نوسانات الکترون های نوار انتقال در سطح فلز ناشی می شود و نقش بیشتری از تشدید شیمیایی دارد.

طیف سنجی رامان فضایی

این نوع طیف سنجی براساس تحقیقات اولیه درباره فرایند جا به جایی فوتون ها شکل گرفته است. برخلاف طیف سنجی رامان معمولی، طیف رامان SORS از نواحی فضاییِ دور از نقطه روشنایی سطح نمونه جمع آوری می شود. به دلیل انتشار عرضیِ فوتون هایی که از اعماق بیشتر بیرون می آیند، SORS شامل سیگنال های مختلفی از لایه های نمونه در همه اعماق است. در این روش اگر فضای بزرگتری را در نظر بگیریم، می توانیم سیگنال لایه های بیشتر را نیز دریافت نماییم. SORS برای نمونه های داخل بسته بندی شفاف بسیار مناسب است؛ چرا که نه تنها مانع طیف گیری رامان نمی شود، بلکه پراکندگی را تقویت کرده و سیگنال های بهتری را ایجاد می کند. در این روش فلوئورسنس کمتری نیز خواهیم داشت.

شکل ۳- مقایسه طیف سنجی رامان معمولی و SORS