蔡司扫描电镜与拉曼光谱联用系统

光电子领导企业—德国蔡司公司2008年推出了具有划时代意义的扫描电镜 (SEM)-拉曼光谱联合平台系统，能够将样品的微观形貌、元素分析与分子结构、理化性质、结晶度及晶体缺陷信息相结合，为科研人员提供了一个全新的多维度分析平台。该平台可配置Witec、Renishaw、Horiba等多家知名品牌拉曼光谱，为您提供个性化应用选择。

系统构成

扫描电子显微镜：是利用细聚焦的电子束轰击样品表面，通过电子与样品相互作用产生二次电子、背散射电子、X射线等，对样品表面或断口形貌进行观察和分析的一种检测手段。借助附件能谱仪EDS或者波谱仪WDS可以获得分析区域的元素种类及其含量的定性信息。增加背散射电子衍射EBSD附件还可以获取晶体学取向信息。但是扫描电镜很难表征物质的化学结构。

拉曼光谱：是一种散射光谱，通过测定材料的分子键的振动频率，可以获得材料的化学与结构特点，例如官能团，对称群，点阵缺陷等，以及材料的结晶度等详细的信息。但是拉曼光谱往往借助光学显微镜用于观察样品及激光聚焦，受制于所用激光光源的波长（一般为紫外、可见光及近红外波段），空间分辨率较低，对于一些结构复杂的样品难以分辨其中的不同的物相与颗粒。

扫描电镜-拉曼光谱联用可以对样品进行微区原位分析，实现对样品的系统性分析测试。鉴于可以从同一点采集扫描电镜数据与拉曼光谱数据，能够对样品表面形貌和物质分子结构的关系进行快速直观的表征。以SEM图像为基础，可以更准确地对样品选择测试区域进行快速、无损的物质成分分析，得到准确的样品组成数据。

系统功能

●从SEM获得形貌和平均原子数信息

●从EDS分析获得元素成分信息

●利用拉曼光谱获得化学成分和物质鉴定

●利用拉曼光谱获得物理结构（晶体的及力学数据）

应用

●材料科学

腐蚀研究、电子材料、高分子、复合材料

●地质学与矿物学

宝石和矿物鉴别；液体包裹体；岩石截面上矿物和相的分布；相变；极端条件下矿物的反应。

●半导体

    应力表征；纯度；金属掺杂；污物识别；超晶格结构；缺陷分析；异质结构；掺杂效果；显微光致发光分析（PL）等。

● 药物和化妆品

    药物片剂中化合物的分布；混和的均一性；批量筛分检验；API浓度；粉末的组成和纯度；结晶度分析；污染物鉴别；组合化学；活体分析及皮肤纵深研究；涂层、药物填料和赋形剂鉴别及多态性的研究。

● 刑侦科学

炸药、毒品、纤维、颜料的鉴定

●碳材料

单壁碳纳米管（SWCNTs）；碳纳米管纯度；碳纳米管的电学性质；碳材料的sp2和sp3结构；类金刚石涂层（DLC）性质；碳材料缺陷/无序性分析；钻石品质和原产地。

  应用案例

1、表征微米级别的磷酸铝矿物中的PO4/SO4的比例及鉴别其中复杂的化合物成分明矾石和纤磷钙铝石。

2、实现铀酰矿物类的颗粒水平的拉曼光谱分析。

3、通过研究大气污染颗粒物的分子光谱及元素成分，来评估大气污染程度并未后续的预防方案制定提供科学依据。

4、研究含铀颗粒的分子组成，在微米尺度原位研究含铀颗粒的元素与分子组成，提供一种有用的核安全保障的分析检测手段。

5、鉴别制备的石墨烯样品中单层区域与多层区域。

       注：由谱图的峰高和线宽可以区分单层、双层和多层石墨烯。

6、刑侦领域中微量物质分析

7、阻燃剂颗粒检测

纳米科技与纳米制备技术的快速发展对在一台设备中同时实现纳米尺度原型、成像、改性及操作提出了强烈的需求。多种设备深度集成具有大量的优势，尤其在样品制备与分析都需要在原位条件下进行的情况下。其中，在扫描电镜中集成能谱(EDS)、波谱(WDS)等可以实现分析功能的多样化。而拉曼光谱在分子结构、理化性质、结晶度及晶体缺陷等方面强大的分析能力越来越得到了研究者的关注及深入研究。将拉曼光谱集成到SEM中，可以实现样品的微观形貌、元素、分子结构等多方面信息的原位表征测定，可以挖掘更深层次的信息，因此蔡司公司推出的这种扫描电镜与拉曼光谱集成联用平台在广泛的科学研究中的具有重要的意义。