Изучение материалов с применением метода рамановской спектроскопии имеет ряд важных особенностей. Лазерные рамановские микроскопы обеспечивают более эффективное обследование образцов по сравнению со многими другими методиками, а оборудование при этом является достаточно компактным для широкого применения.
Использование света
Ученые могут применить уже известные им приемы управления светом в рамановской спектроскопии. Например:
- Установка мощного микроскопа на рамановский спектрометр позволяет анализировать частицы материала микрометрового размера.
- Волоконная оптика может использоваться для проведения рамановских измерений на удалении от микроскопа, без искажения сигнала. Это идеально подходит для работ, где требуется анализ очень больших образцов или где необходимы удаленные измерения.
Напряжение материала
Рамановские системы с высоким разрешением выявляют множество четко определенных полос спектра. Это позволяет не только однозначно идентифицировать материал, но и определять напряжение в образце.
Сочетание с другим оборудованием
Рамановские системы можно комбинировать со многими другими методами анализа, такими как:
- Сканирующая зондовая микроскопия.
- Сканирующая электронная микроскопия.
- Конфокальная лазерная сканирующая микроскопия.
Вместе эти методы могут дать более полную информацию об исследуемых образцах. Результаты изучения материалов становятся просто впечатляющими.
Универсальность
Практически все материалы демонстрируют комбинационное рассеяние света. Единственное исключение – чистые металлы, которые просто отражают свет. Однако в металлургии все же применяется рамановская спектроскопия, поскольку карбиды, нитриды и оксиды подходят для изучения таким методом.
Также можно анализировать образцы в водных растворах. Это важно для изучения суспензий, биологических материалов. Нет необходимости в длительной экстракции или сушке, которые не только отнимают время, но и могут изменить химический состав материалов.
Лучшие рамановские микроскопы обеспечивают гибкость в управлении собираемыми объемами, от мельчайших количеств материала (размером <1 мкм) до образцов диаметром несколько сантиметров в поперечнике.
Высокая степень чувствительности
Спектральные полосы при рамановском исследовании возникают непосредственно в результате молекулярных колебаний. Эти колебания очень чувствительны к изменениям химического состава и структуры материала, поэтому оператор может заметить небольшие различия в молекулярном окружении.
В большинстве анализов комбинационного рассеяния используется видимый или почти видимый свет. Таким образом, собрать обширную информацию очень просто, даже когда образец запечатан в прозрачном контейнере (например, флаконе или капиллярной трубке) или в ячейке со смотровым окном.
Рамановская спектроскопия позволяет различать химические структуры, даже если они содержат одни и те же атомы в разном расположении.