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拉曼散射是光与物质相互作用的一种形式,其实质是光子与散射物质的电子之间发生非弹性碰撞,从而使入射光子的能量和动量都发生改变,散射光子中携带有散射物质分子结构的信息,主要是分子振动和转动信息,因而拉曼光谱在物质分子结构研究中可以发挥很大作用。伴随现代激光光源频率范围的不断扩展以及光探测手段的不断丰富,以及探测灵敏度的提高,与其他现代分析手段(如红外光谱、X射线谱、SEM、TEM、AFM、SNOM、质谱、色谱等)相结合,拉曼光谱已经广泛应用于物理、化学、生物、材料科学等领域,发挥着不可或缺的作用。 纳米科学技术是研究由尺寸在1—100纳米之间的物质单元组成的体系的运动规律、相互作用及其实际应用的科学技术。纳米微粒是指尺寸为纳米量级的超细微粒,与体相材料不同,纳米材料中电子波函数的相关长度与体系的特征尺寸相当,这时电子不能被看成处在外场中运动的经典粒子,电子的波动性在输运过程中得到充分的展现;纳米体系在维度上的限制,也使得固体中的电子态、元激发和各种相互作用过程表现出与体相不同的性质,主要表现为量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应、宏观量子隧道效应和介电限域效应等,在宏观上体现为特殊的热学、电磁、光学性质。 本论文的工作主要包括两个部分: 第一部分:SnO2纳米颗粒的光谱学研究。 通过对水热法制备的纳米SnO2颗粒在不同温度下退火,我们获得了颗粒尺寸4—80纳米的系列样品,测量了这些样品的拉曼光谱和光致发光(PL)谱,结果表明:(1)与体相SnO2材料相比,代表SnO2晶体金红石结构的拉曼振动发生了位置移动和强度变化,出现了体相材料所没有的新的拉曼峰,我们把这些归因为纳米SnO2颗粒中存在大量的缺陷、空位、空位团、局域晶格无序和晶体空间对称性的降低。(2)在1600-3600cm-1范围出现了以前未见报道的新的拉曼峰,我们 河南大学硕士论文 推断其为OH原子团的振动,推测其可能原因为纳米SnO。中大量孔洞、内外表面 上物理吸附的水分子以及OH原子团化学取代SnO。中O原子。()晶体Snoz在 可见光区域是透明的,而我们发现SnO。纳米颗粒存在显著的光致发光现象,并且 随着颗粒尺寸的减小发光的强度和峰位都呈现规律性的变化。这种发光现象是由 于其能带结构的变化所致,主要是量子限域效应导致的激子发光,缺陷能级的存 在,即带隙中出现附加能级,同时我们判断杂质能级所致光致发光在本工作中处 于很次要的地位。 第二部分:酞青化合物的拉曼光谱研究。 应用真空升华沉积方法在单晶a基片上沉积了多种具有不同的中心原子(原 子团)的酞蓄化合物的薄膜,分别为锌酞青【nPCL铁酞青吓oCL铂酞菩otPCL 氧化钒酞菩(VOPCL氧化钛酞菩(TIOPC人氧化钛铜酞苔(TIOCllPC)氧化钒铜 酞蓄WOCCPCX我们测量了这些薄膜的拉曼光谱。借助于高灵敏度的CCD探测 器,我们得到了比以往报道更为详细的光谱信息,通过类比和综合分析,对这些 样品的主要振动谱带进行了初步的指认,并且分析了不同的中心原子(原子团〕 对于酞青分于的拉曼振动峰的位置及其强度的影响。