簡介

拉曼光譜是一種利用激光來識別材料成分的技術。它基于“拉曼效應"這一現(xiàn)象。

當入射光照射到樣品上時，大部分光會原封不動地散射回去，波長保持不變；但只有極少數(shù)散射光的波長會發(fā)生變化。這種波長偏移是材料的獨特屬性，取決于其分子狀態(tài)。它被稱為拉曼效應或拉曼位移，以紀念發(fā)現(xiàn)這一現(xiàn)象的印度諾曼底物理學家C.V.拉曼爵士。

Nanoscope NS240 拉曼光譜儀，采用 532nm 激發(fā)激光，光譜覆蓋 100?3600?cm?1，光譜分辨率≤10?cm?1。依托高靈敏度光路與 NSRamanID 專業(yè)分析軟件，可精準捕捉礦物微弱的拉曼位移信號，兼具無損檢測、微米級高空間分辨率、原位快速檢測的優(yōu)勢，非常適配巖石、寶石、礦物包裹體等地質樣品的分析工作，成為地質實驗室、寶石鑒定機構的優(yōu)選設備。

天然巖石

構成地球的天然巖石成分復雜，由一種或多種礦物組成。每種礦物都可以通過其化學成分和晶體結構來定義，有時還可能含有流體包裹體。地質學家需要表征技術來獲取有關巖石形成歷史的詳細信息。

拉曼光譜技術信息極其豐富（可用于化學成分鑒定、分子結構表征、鍵合效應、環(huán)境和應力對樣品的影響等）。憑借其無損檢測特性和高空間分辨率，拉曼光譜成為地質研究工具。

拉曼光譜技術信息極其豐富（可用于化學成分鑒定、分子結構表征、鍵合效應、環(huán)境和應力對樣品的影響等）。憑借其無損檢測特性和高空間分辨率，拉曼光譜成為地質研究工具。Nanoscope NS240 拉曼光譜儀無需繁瑣樣品前處理，塊狀、顆粒狀、拋光薄片地質樣品均可直接上機測試，還支持自建礦物光譜庫，方便批量比對識別各類硅酸鹽、碳酸鹽礦物。

化學選擇性

硅酸鹽礦物，通常簡稱為“硅酸鹽"，是構成地殼和地幔最重要的巖石類別。硅酸鹽是主要由硅氧四面體構成的化合物，也含有其他元素，例如鋁（鋁硅酸鹽）、鎂、鐵、鈣和鉀。它們根據(jù)硅酸鹽基團的鍵合方式進行分類。借助拉曼光譜儀，可快速識別不同類型硅酸鹽礦物的具體類別。

應用案例

案例1.

青金石是一種古老的藍色寶石/礦物集合體，其主要礦物成分包括青金石、黃鐵礦和方解石。它屬于方鈉石族架狀硅酸鹽礦物，由[SiO?]和[AlO?]四面體的三維骨架構成。理論單晶為菱形十二面體，自然界完好單晶極其罕見，市面上所有青金石寶石幾乎都是細粒致密塊狀集合體，使用Nanoscope NS240 拉曼光譜儀對青金石樣品直接原位檢測，可清晰采集到它的特征光譜：在 548?cm?1 處有一個強峰，在 257?cm?1 處有一個弱峰，快速完成礦物組分判別，整個測試過程不會損傷珍貴寶石樣品。

案例2.

橄欖石屬于四面體硅酸鹽亞類，其特征在于其孤立的四面體結構。利用 NS240 拉曼光譜儀測試橄欖石，能夠穩(wěn)定捕捉其拉曼信號：在 820–825?cm?1 區(qū)域顯示出強烈的伸縮振動模式，在 300–600?cm?1 區(qū)域顯示出彎曲振動模式，幫助科研人員快速確認橄欖石物相，還可對礦物微區(qū)做掃描分析，觀察礦物內部成分分布。

案例3.

鉆石是一種常見的礦物。Nanoscope NS240 拉曼光譜儀是區(qū)分天然鉆石和合成鉆石的有力工具。測試天然鉆石，在 1332?cm?1 處呈現(xiàn)一個單峰，半峰全寬（FWHM）約為 1.5?2.5?cm?1，基線平坦，且無熒光背景；人造鉆石的主峰略寬（2.5?4?cm?1），呈不對稱形狀，通常在 1130?1150?cm?1 處出現(xiàn)一個較弱且較寬的吸收帶，具有較強的熒光背景和可見的熒光峰。儀器配套軟件可自動讀取半高寬、基線背景等關鍵參數(shù)，降低人為判讀誤差。

案例4.

玫瑰石英是石英家族的一員，其玫瑰色源于微量的鈦、錳、鐵或硅酸鹽纖維。其主要成分是二氧化硅。玫瑰石英屬于三方晶系，天然呈塊狀產出。

玫瑰石英屬于三方晶系，天然呈塊狀產出。采用 NS240 拉曼光譜儀對玫瑰石英樣品進行測試，可得到其特征拉曼光譜：在 464?cm?1 處顯示出一個強峰，同時在 128?cm?1 和 205?cm?1 處也存在較弱的峰，實現(xiàn)石英類礦物快速鑒定。

案例5.

方解石屬于三方晶系，具有與文石類似的棱柱狀晶格結構。文石是碳酸鈣的一種多晶型物，在室溫下具有很高的顏色穩(wěn)定性，呈透明至半透明狀。通過Nanoscope NS240 拉曼光譜儀測試，文石在 1087?cm?1 處有一個特征峰，該峰具有尖銳的形狀和強度，并在 712?cm?1 處有一個次特征峰，可快速區(qū)分方解石與文石兩種碳酸鈣同質多象礦物。

結論

拉曼光譜是一種研究地質材料的實用勘探工具。Nanoscope NS240 拉曼光譜儀充分發(fā)揮該技術優(yōu)勢，能夠快速可靠地確認地質樣品究竟是玉石還是白云石等礦物。無需任何提取或復雜樣品制備步驟即可獲得化學信息，分析可以原位開展，適配實驗室礦物檢測；搭配相應附件，必要時甚至可以直接在地質現(xiàn)場開展初步篩查。NS240 支持拉曼成像，非常適合研究地球科學各個應用領域的非均質樣品，例如礦物學、寶石學、巖石學、地質考古學、古生物學、行星科學或火山學。借助這套振動光譜設備，地質科研人員可以更好地解讀巖石礦物信號，挖掘地球復雜的演化歷史。