英国爱丁堡仪器多模式显微共焦拉曼光谱RMS1000

半导体是电子产品的核心,是信息产业的基石。半导体行业已成为全球重要的战略性产业之一。随着全球经济的发展,半导体市场需求与竞争也不断增加,对半导体创新技术和材料迭代更新均提出了更高的需求。目前,半导体材料作为整体行业重要的上游支撑材料,如今已发展到四代半导体,在这些材料提纯制备和生产过程中,其物理性质如晶型结构、杂质含量。缺陷类型及浓度、应力及应变等决定了最终产品的各种性能。爱丁堡分子光谱提供显微拉曼、光致发光及傅里叶红外表征技术,协助生产过程对这些材料属性进行监测与把控。

由于钙钛矿具有高载流子迁移率、大的吸收系数、可调带隙和长载流子扩散长度等特性，卤化物钙钛矿太阳能电池成为目前研究热点。如何有效地将电荷载流子从器件中提取出来是太阳能电池设计中的挑战之一。为了帮助提取电荷，通常会将电子和空穴提取层合并到器件中。 垂直排列的碳纳米管 (VACNTs)是目前研究较多的太阳能材料，常被用于空穴提取层。VACNTs空穴提取层的太阳能电池如图 1 所示。VACNTs 在 ITO 电极顶部以网格状图案生长，以实现改进的电荷提取，同时保持ITO/VACNTs 具备较高的光传输功能。 光致发光 (PL)强度与钙钛矿中电荷载流子的数量成正比，因此对电荷转移到相邻层中很敏感。这使得基于 PL 的技术对于研究新提取层的性能非常宝贵。在本文中，空穴转移到基于 VACNT 的空穴提取层是通过使用爱丁堡仪器 RMS1000 共焦显微拉曼成像获取到的。

随着我们更多地了解微塑料在地球上的扩散及其潜在危险，越来越需要对更小颗粒微塑料进行准确，快速的识别。 拉曼光谱法可以很容易地分辨出很小粒径的不同微塑料。本文介绍了如何将RM5显微拉曼光谱仪与KnowItAll数据库结合使用，以识别海洋环境中常见的三种类型的微塑料。

我国在“碳中和”成为全球命题的背景下,于2021年开启双碳元年。自21世纪初至今,我国的光伏行业共经历了起步、发展。衰退、回暖四个阶段后,进入了稳步增长期,目前已成为了光伏发电新增装机容量世界排名第一的国家。我国光伏行业实现从无到有、从有到强的跨越式发展。基于此,经历了多种发展路径,为研制器件效率最高的器件做出努力。

对于某些分子或样品，普通的拉曼光谱数据可以通过控制激发样品的光的偏振和样品的光散射来扩展。利用这种技术收集的拉曼光谱分析可以提供有关样品分子结构的信息，包括其振动模式的对称性，以及高度有序的样品，如晶体、聚合物和碳材料。 RM5共焦显微拉曼光谱仪可以配置由电脑软件自动控制的偏振片，能够让用户更加轻松方便地获取并分析拉曼光谱和偏振拉曼的Mapping谱图。测试数据均可保证< 1µm的空间分辨率，这均归功于RM5真正的共焦针孔。 本应用将介绍关于光的偏振和偏振拉曼光谱的基本理论，以及RM5应用偏振拉曼的测试实例。

半结晶态聚合物（例如聚乙烯）是商业生产的塑料中主要的组分。 工业上通过在相变过程中加热和冷却的方式将这些聚合物塑造成最终产品。当物质变成不同状态时，就会发生相变，例如，从固态到液态的过程。 聚合物可分为非晶和结晶两类。结晶聚合物是高度有序的，具有一定的强度和刚度，无定形聚合物中的分子是无规则排列的，因此具有柔韧性和弹性。本文研究了聚合物可以经历的两个转变，即熔融转变和玻璃化转变。熔融转变是指从固体转变为液体，并且仅在结晶聚合物中可见。玻璃化转变发生在无定形聚合物中，并且是渐进的和可逆的。无定形样品会从硬的“玻璃态”变为橡胶态或粘性态。一般的聚合物通常是两者的混合物，被称为半结晶物，它们可同时具有玻璃化转变和熔融转变。 拉曼光谱法可用于确定玻璃化转变温度，熔融转变温度和结晶度的估算[1]。通过峰强度变化能识别样品分子结构的变化，因此可确定诸如玻璃化转变的转变温度。在文中，我们使用RMS1000显微拉曼光谱仪和控温冷热台研究了聚乙烯和尼龙-6相变情况。

2004年在《科学》杂志上首次报道，石墨烯因其令人印象深刻的特性而通常被称为“奇妙材料”。 首次剥离石墨烯的两位科学家Geim和Novoselov因其对石墨烯的开拓性研究而荣获2010年诺贝尔物理学奖。石墨烯是已知存在的最薄的材料，同时也极其坚固——比钢强200倍。石墨烯是一种极好的导电和导热材料，具有光学透明性。石墨烯的应用广泛，可用于能量存储，光电探测器和计算机芯片。 石墨烯的结构和键合方式使其非常适合拉曼光谱学研究。石墨烯是一类原子层厚的碳；碳原子排列成六方晶格。sp2碳的键合形成高度可极化的π键，从而具有强烈的拉曼信号。这是因为分子在振动过程中，分子极化率发生变化，产生了“拉曼活性”。拉曼光谱可用于评估石墨烯的质量和厚度。由于显微拉曼光谱是无损的，且具有高的空间和光谱分辨率，因此该技术非常适合于获取有关石墨烯薄膜的详细信息。拉曼光谱一般不需要或很少需要样品的制备，进一步增加了其易用性和低损坏风险。在本应用文章中，将使用爱丁堡仪器公司的RM5显微拉曼光谱仪来研究和表征石墨烯材料。

透皮贴剂最常见的用途之一是帮助对抗尼古丁成瘾。尼古丁最初是在 1980 年代作为一种帮助吸烟者戒烟的方法而开发的，此前几项研究证明尼古丁吸收到体内可以减少烟瘾。尼古丁替代疗法 (NRT) 全天释放少量尼古丁，不含香烟的其他有害成分，如焦油。最近对公众和临床试验数据的审查显示，使用 NRT 可以将成功戒烟的几率提高 60%。[1] 在本应用说明中，我们研究了尼古丁贴片，以通过共聚焦拉曼光谱仪揭示活性药物成分(API)以及封装它的聚合物层。我们使用 RMS1000 拉曼光谱仪分析了 X、Y 和 Z 维度的尼古丁贴片。这可以为制造商和研究人员提供有关其产品质量的重要信息，验证贴剂中 API 的数量和分布，以及在不损坏样品的情况下识别任何污染物。

刑侦勘察通常可能需要通过多种技术对极小样本进行分析。共聚焦显微拉曼和光致发光（PL）是处理这类样品的非常合适的技术。这种技术只需要微量的样品，并且是非破坏性和非接触式的，这意味着还可以使用互补的技术进一步分析样品。这种技术无需样品制备，获得的结果可以提供样品成分的化学和空间信息。本应用说明详细介绍了如何将显微拉曼和PL用作刑侦勘察领域的分析工具。

民以食为天，食以安为先，食品安全是国家越来越关注的问题。本文以RMS1000显微共聚焦拉曼光谱仪与化学计量分析结合使用，可以成功地识别食用油的种类。HCA树状图清楚地区分了油类和掺假样品，结果表明拉曼光谱法是食品安全中有用的分析工具。

宝石是经过切割和抛光的矿物晶体，宝石一词涵盖了各种各样的宝石，自然界中存在大约有200多种天然宝石。宝石可分为两类：宝石（如蓝宝石）和半宝石（如石榴石）。这些宝石的价值取决于它们的颜色、大小、质量和稀有度。宝石通常根据其化学成分进一步分类为种，这些种可以具有几个变种。例如，元素形态为SiO2的石英具有种类繁多的品种，具体取决于杂质含量，如黄水晶和紫水晶。 市场上经常会有仿制宝石的出售，声称它们是真的宝石。有几种技术可以用来使质量较差的宝石看起来与昂贵的宝石一样。例如，可以添加染料为宝石提供以假乱真的颜色，并且可以采用加热来提高其清晰度。即使由经验丰富的珠宝商进行分析，也不能总是正确区分真实和“假”宝石，因此需要其他分析技术才能准确识别宝石并确定其质量。 显微拉曼光谱是分析宝石和其他地质样品的理想方法。它的无损性和无需样品前处理使它特别有利于分析所有宝石，而无需担心损坏或降低其价值。另外，拉曼散射技术对晶体结构和样品中次要成分存在高度敏感性。在本应用文章中，RM5及RMS1000显微拉曼光谱仪用于识别几种宝石，并且通过拉曼成像突出显示了如何使用显微拉曼光谱来研究样品的不同成分。

采用RMS1000共聚焦显微拉曼光谱仪的多光子显微成像技术，可以对小鼠肠道切片样本进行成像。RMS1000配备一个外部飞秒激光器和TCSPC，用于先进的光谱和时间分辨的多光子成像技术，如2PEF和SHG，增强了拉曼成像的核心能力。