σχολη εφαρμοσμένων μαθηματικων και φυσικων ... - DSpace
σχολη εφαρμοσμένων μαθηματικων και φυσικων ... - DSpace
σχολη εφαρμοσμένων μαθηματικων και φυσικων ... - DSpace
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
Κεφάλαιο 3:<br />
Φασματοσκοπία Raman – Βασικά στοιχεία θεωρίας<br />
για οπτικό <strong>και</strong> δομικό χαρακτηρισμό<br />
3.1. Εισαγωγή: Συνεισφορά Οπτικού Χαρακτηρισμού στην εξέλιξη<br />
της νανοτεχνολογίας<br />
Τα τελευταία χρόνια έχει σημειωθεί αδιαμφισβήτητα μεγάλη αύξηση του ενδιαφέροντος<br />
γύρω από τις επιστήμες των νανοϋλικών <strong>και</strong> της νανοτεχνολογίας. Η<br />
μείωση των διαστάσεων της ύλης σε νανομετρική κλίμακα περιορίζει τις ηλεκτρικές<br />
<strong>και</strong> δονητικές κυματοσυναρτήσεις, ενώ ταυτόχρονα, αυξάνει την ενεργή επιφάνεια<br />
των υλικών προσδίδοντας τους μοναδικές ιδιότητες <strong>και</strong> δημιουργώντας<br />
ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών σε διάφορους τομείς, όπως της οπτικής, της Μηχανικής,<br />
των ηλεκτρονικών διατάξεων, της Βιοιατρικής <strong>και</strong> άλλων. Η μεγάλη πρόκληση<br />
για τους επιστήμονες στο τομέα της νανοτεχνολογίας είναι ακριβώς, η επίτευξη<br />
πλήρη έλεγχου των ιδιοτήτων που σχετίζονται με τις τόσο μικρές διαστάσεις.<br />
Αυτή η προσπάθεια σχετίζεται με τον έλεγχο <strong>και</strong> το προσδιορισμό των κατάλληλων<br />
παραμέτρων <strong>και</strong> συνθηκών της μεθόδου κατασκευής του νανοϋλικού οι<br />
οποίες καθορίζουν <strong>και</strong> την τελική δομή που αυτό θα αποκτήσει.<br />
Δεν είναι πολλές οι συμβατικές μέθοδοι χαρακτηρισμού που μπορούν να παίξουν<br />
σημαντικό ρόλο προς την κατεύθυνση αυτή. Η φασματοσκοπία Raman<br />
(φ.R) συγκαταλέγεται στη μικρή αυτή λίστα, κυρίως γιατί πρόκειται για μία μη καταστροφική<br />
μέθοδο, γιατί παρέχει την δυνατότητα μίας ποσοτικής ανάλυσης της<br />
δομής του υλικού, <strong>και</strong> διότι, μέσω των τεχνικών micro-Raman <strong>και</strong> ομοεστιακότητας,<br />
είναι δυνατή η μελέτη περιοχών με τυπικές διαστάσεις της τάξης μεγέθους<br />
του ενός μικρομέτρου.<br />
Για μεγάλο χρονικό διάστημα η τεχνική αυτή χρησιμοποιούνταν για βασική έ-<br />
ρευνα, αλλά η εξέλιξη στα διάφορα μέρη της διάταξης (Σμίκρυνση της δέσμης<br />
διέγερσης, ανίχνευση με τη χρήση CCDs, …) την καθιστούν χρήσιμη σε τεχνολογικές<br />
εφαρμογές. Παρόλο που οι τυπικοί micro-Raman φασματογράφοι παρέχουν<br />
laser διέγερσης με διάμετρο δέσμης όχι μικρότερο του ενός μικρομέτρου, πρέπει<br />
να έχουμε υπόψη μας ότι το φαινόμενο Raman, πάνω στο οποίο βασίζεται η φ.R,<br />
πηγάζει από τις δονήσεις των δεσμών των ατόμων του υλικού <strong>και</strong> συνεπώς έχει<br />
τη δυνατότητα να παρέχει πληροφορίες για την νανοδομή των υλικών, καθιστώντας<br />
την μία πολύ καλή συμπληρωματική μέθοδο μαζί με τις διαδεδομένες TEM<br />
<strong>και</strong> XRD για τον δομικό χαρακτηρισμό νανοϋλικών.<br />
Η συσχέτιση της φ.R με τις δονήσεις των ατόμων του υλικού κάνει το φάσμα<br />
Raman ευαίσθητο σε δομικές αλλαγές που μεταβάλλουν τις αλληλεπιδράσεις των<br />
ατόμων <strong>και</strong> δίνει την δυνατότητα μελέτης των φυσικών διεργασιών που τις προκαλούν.<br />
Έτσι από τις διαφοροποιήσεις του καθιερωμένου φάσματος για το υπό<br />
εξέταση υλικό, μπορούμε να εξάγουμε πληροφορίες για τις διάφορες δομικές φάσεις<br />
που αυτό περιέχει (κρυσταλλικότητα, ποσοστό αμόρφου, ενδιάμεσες φάσεις<br />
στα όρια των κρυσταλλιτών), για την θερμοκρασία η οποία μπορεί να αναπτύσ-<br />
30
Change language