Fonte: Laboratorio del Dr. Ryoichi Ishihara — Delft University of Technology

La spettroscopia Raman è una tecnica per analizzare le modalità vibrazionali e altre modalità a bassa frequenza in un sistema. In chimica è usato per identificare le molecole dalla loro impronta digitale Raman. Nella fisica dello stato solido è usato per caratterizzare i materiali, e più specificamente per indagare la loro struttura cristallina o cristallinità. Rispetto ad altre tecniche per lo studio della struttura cristallina (ad esempio microscopio elettronico a trasmissione e diffrazione a raggi X) la microstoscopia Raman non è distruttiva, generalmente non richiede la preparazione del campione e può essere eseguita su piccoli volumi di campione.

Per eseguire la spettroscopia Raman viene eseguito un laser monocromatico su un campione. Se necessario, il campione può essere rivestito da uno strato trasparente che non è attivo Raman (ad esempio, SiO₂) o posto in acqua DI. La radiazione elettromagnetica (tipicamente nel vicino infrarosso, visibile o vicino all'ultravioletto) emessa dal campione viene raccolta, la lunghezza d'onda del laser viene filtrata (ad esempio, da una tacca o da un filtro passabanda) e la luce risultante viene inviata attraverso un monocromatore (ad esempio, un reticolo) a un rilevatore CCD. Usando questo, la luce diffusa anelastica, proveniente dallo scattering Raman, può essere catturata e utilizzata per costruire lo spettro Raman del campione.

Nel caso della microstoscopia Raman la luce passa attraverso un microscopio prima di raggiungere il campione, permettendogli di essere focalizzato su un'area piccola come 1 μm². Ciò consente una mappatura accurata di un campione o una microscopia confocale al fine di studiare pile di strati. Bisogna fare attenzione, tuttavia, che il piccolo e intenso punto laser non danneggi il campione.

In questo video spiegheremo brevemente la procedura per ottenere uno spettro Raman e verrà fornito un esempio di spettro Raman catturato da nanotubi di carbonio.

1. Accendere il laser richiesto e selezionare l'ottica corretta per la lunghezza d'onda utilizzata. Lascia che il laser si riscaldi per ottenere un'emissione stabile nel tempo.
2. Eseguire la calibrazione richiesta dello spettroscopio Raman. Questo dipende dallo strumento, ma qui viene utilizzato un campione di riferimento Si interno per calibrare lo spostamento Raman nella posizione nota del picco cristallino Si Raman. Si è spesso usato in quanto dà un forte picco acuto in una posizione nota che è insensibile alla lunghezza d'onda

Lo spettro Raman prelevato da nanotubi di carbonio a parete multiplo utilizzando un laser a 514 nm è mostrato nella Figura 1. La linea di base lineare è stata rimossa e i dati sono stati normalizzati alla caratteristica più intensa intorno a 1.582 cm^-1.

Si possono osservare diversi picchi, che hanno origine da diverse caratteristiche cristalline del campione. Il picco D a 1.350 cm^-1 origina una doppia risonanza ...

La spettroscopia Raman può essere applicata in una vasta gamma di campi, che vanno dalla (bio)chimica alla fisica dello stato solido. In chimica, la spettroscopia Raman può essere utilizzata per studiare i cambiamenti nei legami chimici e identificare molecole specifiche (organiche o inorganiche) utilizzando la loro impronta digitale Raman. Questo può essere fatto sia nella fase gassosa, liquida o allo stato solido del materiale. È stato, ad esempio, utilizzato in medicina per studiare i componenti attivi dei farmaci...