拉曼效应是基于光与样品化学键的相互作用。由于化学键的振动,与光子的相互作用导致在拉曼光谱中出现的散射光的特定能量转移。每种化学成分的拉曼光谱都是唯一的,可以提供材料的定性和定量信息。
拉曼光谱
共聚焦拉曼显微镜是一种高分辨率成像技术,广泛用于材料和样品的化学成分表征。固体和液体成分的化学性质可以用衍射限制的空间分辨率(激发波长λ/2,低至200 nm)进行分析。不需要标记或其他样品制备技术。通过拉曼图像,可以清楚地说明有关化合物及其在样品中的分布的信息。
WITec拉曼显微镜和成像系统将极其敏感的共聚焦显微镜与超高通量光谱系统相结合,具有前所未有的化学灵敏度。它们在速度、灵敏度和分辨率方面的出色表现可以毫无妥协地共同应用。
三维体积扫描和深度剖面是提供物体尺寸信息或特定化合物在整个样品中的分布的有价值的工具。
WITec的共聚焦显微镜系统提供深度分辨率和强烈降低的背景信号,并促进深度剖面和3D图像的生成,具有出色的光谱和空间分辨率。当通过激发焦点扫描样品时,图像被逐点、逐行记录。利用该技术,可以沿光轴对试样进行分段分析,并生成深度剖面或3D图像。
使用超快速拉曼成像,可以在几分钟内获得完整的拉曼图像。换句话说,单张拉曼光谱的采集时间可低至760微秒,每秒可采集1300张拉曼光谱。
最新的光谱EMCCD探测器技术与共聚焦拉曼成像系统的高通量光学技术相结合,是实现这一改进的关键,在需要最低激发功率的精细和珍贵样品上进行测量时也具有优势。快速动态过程的时间分辨研究也可以受益于超快的光谱采集时间。
优点:
WITec系统的模块化设计允许在一台仪器中结合各种成像技术,如拉曼成像、荧光、发光、原子力显微镜(AFM)和近场显微镜(SNOM或NSOM),以进行更全面的样品分析。在不同模式之间切换只需旋转显微镜炮塔即可。
通过将共聚焦拉曼成像与AFM相结合,可以很容易地将样品的化学性质与表面结构联系起来。这两种互补的技术可用于相关的拉曼- afm WITec显微镜,用于灵活和全面的样品表征。
将拉曼表征与SNOM相结合用于超越衍射极限的光学成像,即使是具有挑战性的实验要求,也能提供丰富的结果。
拉曼扫描电镜(RISE)组合是一种较新的相关显微镜技术。扫描电镜检测到的纳米范围内的结构现在可以与来自同一样品区域的化学拉曼成像相关联。
WITec共聚焦拉曼成像系统横向分辨率可达200 nm,垂直分辨率可达780 nm。然而,一些特殊的应用要求拉曼信息的分辨率低于衍射极bob综合app官网登录限(< 200 nm)。WITec显微镜系统非常适合于这些目的,因为它们能够在一个显微镜设置中结合几种显微镜技术,以克服衍射限制。
近场拉曼成像是一种特殊的显微技术,它将化学拉曼信息与高分辨率扫描近场光学显微镜(SNOM)联系起来。因此,近场拉曼可以获得完整的高分辨率共聚焦拉曼图像。通常情况下,横向分辨率可以达到100 nm以下。
通过高通量光谱系统与WITec Raman-SNOM显微镜的悬臂式SNOM技术的独特组合,单个显微镜设置可以提供无与伦比的灵敏度和成像质量。
激发激光通过snm尖端聚焦,在孔径远侧产生“近场”(倏逝场)。当样品在压电驱动扫描台上移动时,透射光逐点逐行进行光谱检测,以生成高光谱拉曼图像。透射光的光学分辨率因此仅受孔径直径(< 100 nm)的限制。使用与AFM接触模式一样的梁偏转设置,可以确保悬臂始终与样品接触。此外,测量时还可同时记录地形。
尖端增强拉曼光谱(TERS)能够获得远低于衍射极限的横向分辨率的化学信息。TERS测量技术是表面增强拉曼散射(SERS)与扫描探针显微镜(SPM)技术的结合,如原子力显微镜(AFM)。WITec独特的显微镜系统将拉曼和AFM技术集成在一台仪器中,提供优化的仪器,非常适合TERS实验。
TERS效应被认为是基于表面等离子体激元和化学共振效应,导致电场增强和拉曼信号强度增加。为了获得TERS效应,可以使用金属涂层的afm尖端作为纳米结构。激发激光聚焦在尖端尖端以增强尖端附近的拉曼信号。因此,横向分辨率取决于尖端尺寸(10 - 20nm)。
TERS尖端照明可以从上方、下方或侧面应用。WITec显微镜系统为所有激发方法提供了光束路径几何:倒置显微镜是透明样品上TERS实验的理想选择,而直立显微镜和侧面照明可以对不透明样品进行TERS测量。
TERS的应用例子可在下列刊物中找到:
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