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Raman spectra-拉曼光譜儀檢測使用及管理辦法

 

儀器簡介

拉曼光譜(Raman spectra)是用來研究晶格及分子的振動模式、旋轉模式和在一系統裡的其他低頻模式的一種分光技術。[1]拉曼散射為一非彈性散射,通常用來做激發的激光範圍為可見光、近紅外光或者在近紫外光範圍附近。激光與系統聲子做交互作用,導致最後光子能量增加或減少,而由這些能量的變化可得知聲子模式。這和紅外光吸收光譜的基本原理相似,但兩者所得到的數據結果是互補的。
通常,一個樣品被一束激光照射,照射光點被透鏡所聚焦且通過分光儀分光。波長靠近雷射的波長時為彈性雷利散射。
自發性的拉曼散射是非常微弱的,並且很難去分開強度相對於拉曼散射高的雷利散射,使得得到的結果是光譜微弱,導致測定困難。歷史上,拉曼分光儀利用多個光柵去達到高度的分光,去除激光,而可得到能量的微小差異。過去,光電倍增管被選擇為拉曼散射訊號的偵測計,其需要很久的時間才能得到結果。而現今的技術,帶阻濾波器 (notch filters) 可有效的去除激光且光譜儀或傅立葉轉換光譜儀和電荷耦合元件 (CCD) 偵測計的進步,在科學研究中,利用拉曼光譜研究材料特性越來越廣泛。
有很多種的拉曼光譜分析,例如表面增強拉曼效應、針尖增強拉曼效應、偏極拉曼光譜...等。

拉曼光譜應用:
拉曼光譜在化學領域廣泛被運用,是因為化學鍵以及對稱分子都其特殊震動的光譜資訊,因此提供作為分子鑑別時的重要特徵。例如,SiO, Si2O2, 和Si3O3的振動頻率是可被鑑別出來的,並列為紅外線光譜學以及拉曼光譜學配位分析的基礎。有機分子的特殊(波數)範圍在500-2000厘米。另外ㄧ方面,光譜學配位分析技術也被運用到化學鍵結研究上,例如,在基質中加入酵素。
 
拉曼氣體檢測儀有許多實際的應用。例如,醫學上麻醉藥發揮效用的真正時間和手術中混合呼吸的氣體真正的時間。
自發性的拉曼光譜學在固態物理中常被運用,如原料特性、量測溫度和找尋樣品的crystallographic方位。例如,ㄧ組固態物質的特殊聲子模式提供實驗者能很快的辨識出單晶。另外,拉曼光譜學可以監測固態的低頻激發,例如電漿、 magnons和超導氣體的激發。拉曼信號,提供聲子模式中,Stokes (低頻轉換) 強度 and anti-Stokes(高頻)強度的比值的資訊。
拉曼散射經由非等向性的晶體所產生,提供確定晶體方向性的資訊。拉曼光線的極化依賴晶體及激光的極化,如果晶體結構(尤其是,晶體結構的點群)已經知道,就可以用來找到晶體的方向。
 
鐳射拉曼光譜法的應用
鐳射拉曼光譜法的應用有以下幾種:在有機化學上的應用,在高聚物上的應用,在生物方面上的應用,在表面和薄膜方面的應用。

有機化學:拉曼光譜在有機化學方面主要是用作結構鑒定的手段,拉曼位移的大小、強度及拉曼峰形狀是碇化學鍵、官能團的重要依據。利用偏振特性,拉曼光譜還可以作為順反式結構判斷的依據。
高聚物:拉曼光譜可以提供關於碳鏈或環的結構資訊。在確定異構體(單休異構、位置異構、幾何異構和空間立現異構等)的研究中拉曼光譜可以發揮其獨特作用。電活性聚合物如聚毗咯、聚?吩等的研究常利用拉曼光譜為工具,在高聚物的工業生產方面,如對受擠壓線性聚乙烯的形態、高強度纖維中緊束分子的觀測,以及聚乙烯磨損碎片結晶度的測量等研究中都彩了拉曼光譜。

生物:拉曼光譜是研究生物大分子的有力手段,由於水的拉曼光譜很弱、譜圖又很簡單,故拉曼光譜可以在接近自然狀態、活性狀態下來研究生物大分子的結構及其變化。拉曼光譜在蛋白質二級結構的研究、DNA和致癌物分子間的作用、視紫紅質在光迴圈中的結構變化、動脈硬化操作中的鈣化沉積和紅細胞膜的等研究中的應用均有文獻報導。

利用FT-Raman消除生物大分子螢光幹擾等,有許多成功的示例。

表面和薄膜
拉曼光譜在材料的研究方面,在相組成介面、晶界等課題中可以做很多例作。
最近,對於拉曼光譜在金剛石和類金剛石薄膜的研究工作中的應用,國內外學者的興趣有增無減。
拉曼光譜已成CVD(化學氣相沉積法)製備薄膜的檢測和鑒定手段。
另外,LB膜的拉曼光譜研究、二氧化矽薄膜氮化的拉曼光譜研究都已見報道。
儘管拉曼散射很弱,拉曼光譜通常不夠靈敏,但利用工振或表面增強拉曼技術就可以大大加強拉曼光譜的靈敏度。表面增強拉曼光譜學(SERS)已成為拉曼光譜研究中活躍的一個領域。

 

樣品規格

一.塊狀樣品規格:請洽中心電話詢問。
二.薄膜規格:請洽中心電話詢問。
三.分析測試時,若發現送測樣品不合規定,樣品將被退回,但仍須收基本運費500元。

 

儀器放置地點及檢測時間

儀器放置於材資館三樓奈米光電磁材料技術研發中心,電話(02)27712171轉2758,檢測時間為週一至週五(國定例假日)上午八點至下午五點。

 

申請檢測服務辦法

一.申請檢測流程
(1)填寫申請表:請上網(https://emo.ntut.edu.tw/p/412-1084-14266.php)下載檢驗委託確認單,並請務必詳細填寫E-mail 網址及電話(含手機)。
(2) 以傳真(Fax :02-27317185)或電子郵件(E-mail 網址:wwwemo@ntut.edu.tw)方式送交申請表格,收件後將編列檢測序號及檢測人員,並上網公告樣品待測日期,如果48小時內未查詢到送測樣品之待測序號,請來電詢問或惠予重新申請,以防因文件不慎遺失而耽誤檢測進度。
(3) 檢測完成後之數據(含word檔)及繳費通知單,以電子郵件傳送予送測單位。
(4) 繳費方式:
a.校內人士:由本校經費支付者,請逕至總務處出納組繳款,並領取「自行收納統一收據」後,填寫本校丙式申請單,依行政程序核銷。
b.以掛號郵寄銀行本票、銀行支票、郵政匯票(抬頭均請開立國立台北科技大學)
至:台北市106大安區忠孝東路3段1號 國立台北科技大學材資系
c.逕匯入學校帳戶者:請務必於匯款單註明奈米光電磁材料技術研發中心及
                     繳款人姓名,入帳後工程學院將郵寄「自行收納統一收據」。
                     請逕匯台灣銀行城中分行
                     專戶存款帳號:045036070069
                     戶名:國立台北科技大學401專戶
二.委測單位必須在檢測日期前三天內將樣品送達。為避免樣品測試過程所可能發生的爭議,請先與檢測人員聯繫檢測行程。
三.委測單位因故無法如期將樣品送達時,應事先以電話或書面通知,並重新預約。若連續三次無法依預約時間送件檢測且未事先通知者,半年內不再接受該單位之預約。
四.檢測樣品若需特殊處理,請事先告知並與儀器操作員溝通討論。送測樣品未事先以書面敘明樣品前製備處理,而致無法獲取所欲得之圖譜,委測單位仍須依工作時數付費。
五.檢測完成之樣品不退還;數據結果之分析及解釋,請自行處理。
 

 

親愛的使用者:
感謝您使用本儀器的服務,使其發揮最大效能,倘因經由本儀器而使您的著作得到相當的助益,請惠予考慮將國立台北科技大學奈米光電磁材料技術研發中心或Center of EMO Materials and nanotechnology, National Taipei University of Technology列名為『Acknowledgement』,這對於我們為維護本儀器申請經費將有很大的幫助。請將發表的著作複印一份寄給我們或告訴我們刊載的期刊、年份、卷數、頁數、和著作題目,無勝感激。

 

奈米中心技術主管 盧錫全
聯絡電話:02-2771-2171 轉2758(或2759)
傳真電話:02-8773-2608
行動電話:0953-821-513
E-mail: wwwemo@ntut.edu.tw
因業務繁忙如來電時忙線中,請多以E-mail洽詢,謝謝!