Raman-Spektroskopie

Unter Raman-Spektroskopie (benannt nach dem indischen Physiker C. V. Raman) versteht man die spektroskopische Untersuchung der inelastischen Streuung von Licht an Molekülen oder Festkörpern. Sie dient unter anderem der Untersuchung der Materialeigenschaften zum Beispiel von Halbleitern, Pigmenten, Kunstgegenständen.

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Funktionsprinzip

Bei der Raman-Spektroskopie wird die zu untersuchende Materie mit monochromatischem Licht, üblicherweise aus einem Laser, bestrahlt. Im Spektrum des an der Probe gestreuten Lichts werden neben der eingestrahlten Frequenz (Rayleigh-Streuung) noch weitere Frequenzen beobachtet. Die Frequenzunterschiede zum eingestrahlten Licht entsprechen den für das Material charakteristischen Energien von Rotations-, Schwingungs-, Phonon oder Spinflip-Prozessen. Aus dem erhaltenen Spektrum lassen sich, ähnlich dem Spektrum der Infrarotspektroskopie, Rückschlüsse auf die untersuchte Substanz ziehen.

Der Grund liegt in einer Wechselwirkung des Lichtes mit der Materie, dem sog. Raman-Effekt, bei dem Energie vom Licht auf die Materie übertragen wird ("stokes"-Seite des Spektrums), bzw. Energie von der Materie auf das Licht ("anti-stokes"-Seite des Spektrums). Da die Wellenlänge des Lichts (bzw. seine Farbe) von der Energie des Lichtes abhängt, bewirkt dieser Energieübertrag eine Verschiebung der Wellenlänge des gestreuten Lichtes gegenüber dem eingestrahlten Licht, der sog. Ramanverschiebung.

Aussagen

Aus der Frequenz, der Intensität, dem Spektrum und der Polarisation des gestreuten Lichtes kann man Materialeigenschaften wie Kristallinität, Orientierung, Zusammensetzung, Verspannung, Temperatur, Dotierung, Relaxation usw. erfahren. Die Ramanspektroskopie erlaubt auch Aussagen über wässrige Systeme, die über Infrarot-Spektroskopie nicht zugänglich sind.

Siehe auch

• Oberflächenchemie