Caract risation des mat riaux inorganiques par spectrom trie raman
Download
1 / 24

caract - PowerPoint PPT Presentation


  • 268 Views
  • Updated On :

Caractérisation des matériaux inorganiques par spectrométrie Raman. Bernard CHAMPAGNON. Laboratoire de Physico-Chimie des Matériaux Luminescents (LPCML), Université Lyon I. Plan. Principe de la spectroscopie Raman Exemples d’application Perspectives. Principe de la Spectroscopie Raman.

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about 'caract' - Thomas


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
Caract risation des mat riaux inorganiques par spectrom trie raman l.jpg
Caractérisation des matériaux inorganiques par spectrométrie Raman

Bernard CHAMPAGNON

Laboratoire de Physico-Chimie des Matériaux Luminescents (LPCML), Université Lyon I


Slide2 l.jpg
Plan spectrométrie Raman

  • Principe de la spectroscopie Raman

  • Exemples d’application

  • Perspectives


Principe de la spectroscopie raman l.jpg
Principe de la Spectroscopie Raman spectrométrie Raman

Diffusion élastique

(Rayleigh)

  • Diffusion inélastique de la lumière

Excitation Laser

Diffusion inélastique

(Raman)

Niveaux d’énergie:

Energie de vibration

(phonon)


Diffusion stokes et anti stokes l.jpg

Émission d’un spectrométrie Raman

Phonon

Annihilation d’un

Phonon

Emission Stokes

Emission anti-Stokes

Diffusion Stokes et anti-Stokes

DE

Spectre Raman:

IStokes/Ianti-Stokes =exp(DE/kT)

hors résonance


Modes de vibration l.jpg
Modes de vibration spectrométrie Raman

Modes normaux de vibrations de CO2

2349 cm-1

Raman inactive and

Infrared active

Raman inactive and

Infrared active

667cm-1

Raman active and

Infrared inactive

1388cm-1

L’intensité Raman dépend de la dérivée de la polarisabilité a


R gles de s lection l.jpg
Règles de sélection spectrométrie Raman

Pi= aij Ej

La diffusion Raman dépend de la symétrie du matériau

et de la direction de la polarisation du laser incident

Théorie des groupes

Règles de sélection

(J.of Raman Spectroscopy 10, 1981, 262)

Ex

y

Notation de Porto

x

Ey

y(x y)x


Effet de polarisation l.jpg
Effet de polarisation spectrométrie Raman

I||

I_|_


Applications l.jpg
Applications spectrométrie Raman

Avantages

  • Pas de préparation de l’échantillon :gaz, liquides ou solides (matériaux massifs, poudres….)

  • Non destructif (risque d’échauffement sous le faisceau laser)

  • Sans contact

  • Pas de nécessité d’un traitement mathématiques (par rapport a la réflexion infra-rouge)

  • Résolution spatiale de l’ordre du micron en micro-Raman

Inconvénients

  • Echantillons transparents ou non-totalement réfléchissants

  • Echantillons non luminescents, pas d’émission du corps noir

  • Difficilement quantitatif


Transformation des phases l.jpg
Transformation des phases spectrométrie Raman

CaCO3

Orthorhombique

mmm

Rhomboédrique

-3m


Mesures in situ l.jpg

THMSE 600 spectrométrie Raman

Mesures in situ

Platine basse et haute température

Cellule à enclumes diamant (ENS Lyon)


Clathrates l.jpg
Clathrates spectrométrie Raman

  • Clathrates de silicium (Si)

  • Hydrates (H2O):mesure basse température du fractionnement

  • de N2 et O2 dans les glaces polaires.


Influence d une pression hydrostatique l.jpg
Influence d’une pression hydrostatique spectrométrie Raman

Pression


Mesures de contraintes dans les films minces l.jpg
Mesures de contraintes dans les films minces spectrométrie Raman

Contraintes d’une couche CVD

et modification induites par

laser UV

(D.Vouagner et al.session poster)

Contrainte bi-axiale:2cm-1/GPa


Cartographie des contraintes l.jpg
Cartographie des contraintes spectrométrie Raman

Z

Y

X


Inclusions de co2 dans un corindon l.jpg
Inclusions de CO2 dans un corindon spectrométrie Raman

50 microns

Image en lumière blanche

Spectre Raman de l’inclusion

50 µm


Mesure de la conductivit thermique sans contact dans le silicium nanoporeux l.jpg
Mesure de la conductivité thermique sans contact dans le silicium nanoporeux

Echauffement des matériaux sous le faisceau laser focalisé

=>Déplacement des raies Raman

=> Pour un matériau donné ce déplacement dépend de la conductivité thermique

Application au silicium mésoporeux pour la caractérisation de

microcapteurs thermiques

(de l’industrie automobile à la micro-circulation sanguine)


Phases amorphes l.jpg
Phases amorphes silicium nanoporeux

Effet du désordre

Quartz

Silice



Caract risation des pr formes de fibres optiques de t l communication temp rature fictive l.jpg

volume télécommunication

q2>q1

q1

temperature

TF1

Caractérisation des préformes de fibres optiques de télécommunication :température fictive

Diffusion de lumière

La structure de verres figés à des vitesses différentes est différente.

Ces structures sont caractérisées par leur température fictive Tf

Comment mesurer Tf?

q2

TF2


D termination de tf par raman l.jpg
Détermination de Tf par Raman télécommunication

3

16x10

annealed 1480°C

annealed 1300°C

annealed 1100°C

14

12

10

Raman Intensity (a.u.)

8

6

4

2

300

400

500

600

700

800

Wavenumber (cm-1)


Diminution de l att nuation de verres de silice par abaissement de la temp rature fictive l.jpg

’ intensité de la diffusion totale croit linéairement avec la température fictive

e même

1,35

As received

Annealed

1,3

1,25

1,2

Intensity normalize by suprasil 1

1,15

1,1

1,05

900

1000

1100

1200

1300

1400

1500

Annealing temperature Ta °C

Diminution de l’atténuation de verres de silice par abaissement de la température fictive

Diffusion de lumière


Effets de taille observation de nano objets l.jpg
Effets de taille :observation de nano-objets avec la température fictive

Diffusion de lumière

Effets de confinement:Exemple du silicium

Modes basses fréquence de structures de taille nanométrique


Slide23 l.jpg

Perspectives avec la température fictive

Spectromètres Raman Haute Luminosité (filtres  »notch »)

Raman basse fréquence d’objets nanométriques

Raman Exhalté de Surface :Surface Enhanced Raman Scattering (SERS)

Résolution spatiale: Raman champ proche: couplage SNOM-Raman


Slide24 l.jpg

Conclusion avec la température fictive

Multiplication des utilisateurs ….et des constructeurs

Diversité des applications

Enrichissements croisés très prometteurs…….


ad