第6章 红外光谱与拉曼光谱 6.1 红外光谱的基本原理 6.2 红外光谱与分子结构 6.3 红外光谱的测量 6.4 红外光谱解析

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1 第6章 红外光谱与拉曼光谱 6.1 红外光谱的基本原理 6.2 红外光谱与分子结构 6.3 红外光谱的测量 6.4 红外光谱解析
第6章 红外光谱与拉曼光谱 6.1 红外光谱的基本原理 6.2 红外光谱与分子结构 6.3 红外光谱的测量 6.4 红外光谱解析 6.5 拉曼光谱

2 你知道什么有机物名称及分子式？

3

4 6.1 红外光谱的基本原理 1800年，英国天文学家赫歇尔首次发现红外光 来源于分子振动能级间的跃迁
6.1 红外光谱的基本原理 1800年，英国天文学家赫歇尔首次发现红外光 来源于分子振动能级间的跃迁 振-转光谱：振动能级间的跃迁通常会伴随转动能级 红外光谱已经成为物质鉴别、化合物结构分析的主要手段

5 红外光谱概述 聚苯乙烯薄膜的红外吸收光谱

6 红外光谱波段的划分 THz的频率、波长、波数？ 与物质的什么运动相关？

7 Teraherz spectrum 1THz: 4 meV, 0.1-10 THz，远红外和微波之间
半导体激子束缚能，光学声子，超导能隙，磁场作用下Landau能级间隔，生物大分子振动能级，凝聚态和液体中载流子的响应

8 6.1.2 振动频率 (1)分子振动能级 (2)振动选律：相邻振动能级之间的跃迁是允许的 (3)振动基频 (4)非简谐振动下，能级跃迁可以为
振动频率 (1)分子振动能级 (2)振动选律：相邻振动能级之间的跃迁是允许的 键力常数，与原子间的作用力大小相关 (3)振动基频 (4)非简谐振动下，能级跃迁可以为 即倍频或合频也是允许的

9 n=0时，振动能？ 双原子分子振动能级的能量是量子化的，双原子分子振动在 n = 0 时能量最低，即在绝对零度 时，振动能量为 1/2hν，该能量也被称为零点能。 零点能的存在表明即使在绝对零度的条件下， 分子还是不断地进行振动。当入射红外线的能量与振动能级差相同 时， 分子吸收红外线跃迁到高能级

10 分子振动方式 伸缩振动 A B 键 弯曲振动 振动频率大小

11 分子振动方式(Cont.) N个原子的分子，分子振动模式数？

12 6.1.4 振动选律（红外活性） 引起电偶极距发生变化的振动才能产生红外吸收 何谓电偶极距？ 振动引起电偶极距的变化 空间中的两个电荷
振动选律（红外活性） 引起电偶极距发生变化的振动才能产生红外吸收 何谓电偶极距？ 空间中的两个电荷 分子中电荷分布不均匀 分子键中 振动引起电偶极距的变化

13 红外吸收强度 相比紫外-可见吸收强度要小很多 根据摩尔吸光系数划分 吸收强度与偶极矩变化幅度相关，偶极矩变化越大，吸收强度越大

14 6.2 红外光谱与分子结构 6.2.1 功能团的红外特征吸收频率 功能团区 4000~1300 cm-1 指纹区 1300~600 cm-1
6.2 红外光谱与分子结构 功能团的红外特征吸收频率 功能团区 4000~1300 cm-1 含氢官能团，双键或三键官能团 指纹区 1300~600 cm-1 不含氢单键，弯曲振动

15 （1）X-H（X为C, N, O, S等）伸缩振动区 4000~2500 cm-1
OH 3600~2500 cm-1 游离羟基，3600 cm-1附近，中等强度尖峰，氢键→低波数，宽且强 羧酸羟基，3600 cm-1~2500 cm-1，宽而强的峰 水分子OH键，3300 cm-1附近 CH cm-1附近 饱和CH（环除外）<3000 cm-1，不饱和CH>3000 cm-1，三键的CH峰在约3300 cm-1处，双键和苯环的CH峰在3100~3010 cm-1 甲基CH3，特征吸收峰2962 cm-1和2872 cm-1 亚甲基CH2，2926 cm-1和2853 cm-1 NH 3500~3300 cm-1 中等强度的尖峰 伯氨基(2个NH键)，2个吸收峰；仲氨基，1个吸收峰；叔氨基，无

16 （2）三键和累积双键伸缩振动区 2500~2000 cm-1 C≡C，2280~2100 cm-1，强度较弱
C≡N，2260 ~2240 cm-1，强度中等 累积双键有丙二烯类（-C=C=C-）、烯酮类（-C=C=O）、异氰酸脂类（-N=C=O）等 二氧化碳（O=C=O），2350 cm-1附近，弱吸收带 一些XH伸缩振动，当X的原子质量较大时，比如：B、P、Si等，也会出现在该区

17 （3）双键伸缩振动区 2000~1500 cm-1 （4）CH弯曲振动区 1500~1300 cm-1
羰基C=O伸缩振动，1760~1690 cm-1，强吸收峰 芳香族化合物的C=C伸缩振动（环的骨架振动），1600~1585 cm-1和1500~1400 cm-1 烯烃化合物C=C伸缩振动，1667~1640 cm-1，中等强度或弱吸收峰 （4）CH弯曲振动区 1500~1300 cm-1 甲基CH3，1375 cm-1和1450 cm-1，后者一般会与亚甲基CH2的剪式弯曲振动峰（1465 cm-1）重合在一起 连在同一个碳原子上的多个甲基 异丙基(CH3)2CH-，1385~1380 cm-1和1370~1365 cm-1，强度相当的峰 叔丁基(CH3)3C-，1395~1385 cm-1和1370 cm-1，后者强度大于前者

18 （5）单键伸缩振动区 1300~910 cm-1 C-O单键伸缩振动，1300~1050 cm-1 醇、酚、醚、羧酸、酯等，强吸收峰
酯，1240~1160 cm-1和1160~1050 cm-1 C-C和C-X（卤素）伸缩振动也在该区有峰。

19 （6）<910 cm-1 苯环面外弯曲振动，强吸收峰，可判断有无芳香族化合物

20 （6）<910 cm-1 （Cont.） 亚甲基（CH2）的面内摇摆振动，780~720 cm-1

21 影响振动吸收频率的因素 （1）质量效应

22 （2）诱导效应 （3）共轭效应 电效应之一，基团相互作用 → 电子云密度 → 键力常数 给电子诱导（烷基）和吸电子诱导（卤素）
双键之间以1个单键间隔，使键力常数减小，频率降低，但强度增加

23 （4）空间效应 增强环外键的作用，移向高波数 空间阻碍，基团破坏共面性，降低共轭效果，向高波数移动
环张力，随环减小而增大，削弱环内键的作用，移向低波数 增强环外键的作用，移向高波数

24 （5）氢键作用 假设形成氢键X—H---Y（H与Y之间为氢键作用），那么原先位于高波数的尖锐的X-H伸缩振动峰，会移向低波数，并且峰会变宽变强 气体正己酸 C=O 1760→1700 H-O 3200~2500 宽且强 液体正己酸

25 （6）耦合效应 两个频率相近的基团相邻并共用一个原子连接时会发生耦合效应，会产生两个吸收峰，分别高于和低于单个基团相连时的振动频率
N=O伸缩振动 1530和1360 cm-1

26 （7）费米共振 当某一振动的倍频出现在同一对称类型的另一振动基频附近，会发生振动的强耦合，导致出现高于和低于未混合的倍频和基频的两个频率，并且倍频的强度会显著增加 -CHO基团 CH伸缩振动基频2830~2695 cm-1 CH弯曲振动倍频在2780 cm-1 费米共振形成2820和2720 cm-1两个吸收峰，而且倍频峰的强度显著提高

27 （8）外部因素 态效应 溶剂 样品分子含极性基团时，极性溶剂就会严重影响红外吸收频率
气态，分子间相互作用小，低压下可以获得光谱的精细结构，如转动能级，增大气压，碰撞作用导致吸收谱带变宽，损失部分精细结构 液态，分子间相互作用大，红外光谱中将不会出现转动结构，而且液态时如果发生氢键作用，会导致吸收峰的频率、数目和强度发生重大变化 溶剂 溶剂与样品发生缔合作用，影响样品分子化学键的力常数 样品分子含极性基团时，极性溶剂就会严重影响红外吸收频率

28 6.3 红外光谱的测量 6.3.1 红外光谱仪的基本组成 （1）红外光源
6.3 红外光谱的测量 红外光谱仪的基本组成 （1）红外光源 能斯脱灯，<10~15 μm，稳定性好，不需水冷，需专门的预热装置，价格昂贵，易折断 硅碳棒，>10~15 μm，价格便宜，不需专门的预热装置，可提供的短波红外辐射，但是需水冷，易折断 珀金-埃尔默光源（改良的能斯托灯），具有更好机械性能和光谱性能，它不易折断，能够提供2~25 μm范围的红外辐射

29 （2）样品池 要求在红外波段透明

30 （3）探测器 热探测器，热电偶、高莱池、热（释）电探测器等 热（释）电探测器，硫酸三甘氨酸脂TGS，响应速度很快，多用于红外傅里叶变换光谱仪 光导型光电探测器，Hg-Cd-Te（MCT）、PbS、InSb MCT，中红外及远红外，使用时需用液氮冷却至约77 K以降低噪声，灵敏度比TGS高，在红外傅里叶变换光谱仪中也使用较多 PbS，近红外，室温下即可

31 红外光谱仪 （1）色散型光谱仪

32 （2）傅立叶变换光谱仪

33 样品制备 （1）气体样品 红外透明材料 cm

34 （2）液体样品 不易挥发、无毒且具有一定粘度的液体，直接涂于NaCl或KBr晶片上进行红外光谱测量 易挥发液体，需使用专用液体样品池
mm，由它调节光程

35 （3）固体样品 压片法 1:100~200 糊状法，样品粉末与糊剂（重烃油或六氯丁二烯）研磨成糊状，用组合窗片组装后测量。
固体分散介质 KBr, NaCl 1:100~200 混合 研细 压片 测光谱 易潮解，会受游离OH键吸收峰影响，利用参比减小干扰 糊状法，样品粉末与糊剂（重烃油或六氯丁二烯）研磨成糊状，用组合窗片组装后测量。 重烃油，长链烷烃，3000~2850 cm-1的CH伸缩振动、1456 cm-1和1379 cm-1的CH变形振动以及720 cm-1的CH2平面摇摆振动 六氯丁二烯，1700~600 cm-1有多个吸收峰

36 （3）固体样品（Cont.） 薄膜法，一般用于聚合物（很难研磨成细粉） 溶液法，将固体溶于溶剂，再按液体方式测量光谱 聚合物 溶解于易挥发
有机溶剂 滴于红外窗片上 薄膜 溶剂挥发 溶液法，将固体溶于溶剂，再按液体方式测量光谱

37 （4）特殊红外光谱测量法

38 6.4 红外光谱解析 6.4.1 红外光谱的特征要素 吸收峰的位置、强度和形状，不仅要关注峰位，也要关注峰的强度和形状
6.4 红外光谱解析 红外光谱的特征要素 吸收峰的位置、强度和形状，不仅要关注峰位，也要关注峰的强度和形状 (1) C=O，最强或次强峰，如果1760~1690 cm-1有弱吸收峰，说明样品不含羰基，只是样品中含有少量羰基化合物 (2) 只有当官能团在各个区的特征吸收频率均存在时，才能判断某个官能团是否存在 缔合-OH 缔合-NH2 ≡C-H 峰较宽 峰有分叉 峰较尖锐

39 6.4.2 红外光谱解析的一般步骤 在获得分子式后，红外光谱解析可按如下步骤进行， (1) 计算不饱和度 n — 四价元素数
红外光谱解析的一般步骤 在获得分子式后，红外光谱解析可按如下步骤进行， (1) 计算不饱和度 n — 四价元素数 t — 三价元素数 m — 一价元素数

40 红外光谱解析的一般步骤（Cont.） (2) 确定碳链骨架，由高波数到低波数区，CH伸缩振动→不饱和碳碳伸缩振动→CH面外弯曲振动 低于 高于 3000 cm-1附近 CH伸缩振动 饱和烃 烯烃 炔烃 芳香 2500~1500 cm-1 不饱和CC伸缩 2280~2100 cm-1 1667~1640 cm-1 1600~1585 cm-1 1500~1400 cm-1 芳香族化合物 <910 cm-1 确定取代基数目及位置 (3) 确定其它官能团区，如C=O、OH、C≡N等

41 红外光谱解析实例——例1：C6H14

42 解答：

43 红外光谱解析实例——例2：C4H5N

44 解答：

45 红外光谱解析实例——例3：C7H9N

46 解答：

47 课堂练习 1．乙烯中C-H键的力常数为5.008 N/cm，则其C-H键伸缩振动的红外吸收波数为多少？（氢原子质量为，1.67×10-27 kg） 2、如果C-C，C-N和C-O键的力常数相等，那么它们伸缩振动的红外吸收频率大小关系如何？ 3、一种溴甲苯C7H7Br在801 cm-1有一个单吸收峰，试写出其分子结构。 4、下列两个化合物在红外光谱上主要差别是什么？

48 附录：溴甲苯C7H7Br的红外光谱 745 cm-1 681 cm-1 835 cm-1 801 cm-1 1000 900 800 700
600 500 cm-1

49 6.5 拉曼光谱 拉曼光谱的基本原理 拉曼光谱的能级跃迁解释

50 拉曼散射概念 拉曼散射现象在实验上是1928年首先由印度科学家拉曼(C.V.Raman) 发现的，因此称为拉曼散射。
拉曼在研究液体和晶体内的散射时，发现散射光中除了与入射光原有频率ω0相同的瑞利散射线外，谱线两侧还有频率为ω0 ± ω1,ω0 ± ω2 …等散射线存在。

51 量子物理解释 入射光子、散射光子和准粒子(如声子)构成一个体系； 散射过程： 消灭一个入射光子、产生一个散射光子同时一个准粒子 不变~瑞利
产生~斯托克斯 消灭~反斯托克斯

52 几点说明 (1) 激发光能量，高于振动能级能量，低于 电子能级能量，并远离分析物的紫外-可见吸收峰
(1) 激发光能量，高于振动能级能量，低于 电子能级能量，并远离分析物的紫外-可见吸收峰 (2) 散射线的强度，瑞利线>斯托克斯线>反斯托克斯线 激发光波长越短灵敏度越高 (3) 斯托克斯线与反斯托克斯线对称分布 (4) 拉曼位移，相对于入射光频率的频移与分子振动能级相关

53 四氯化碳的拉曼光谱

54 在每条原始入射谱线（频率ω0 ）两旁都伴有频率差相等的散射谱线 在长波一侧的（频率为ω0 － ωj ）称为红伴线或斯托克斯线
ANTI-STOKES 0 -  Rayleigh STOKES 0 +  0 在每条原始入射谱线（频率ω0 ）两旁都伴有频率差相等的散射谱线 在长波一侧的（频率为ω0 － ωj ）称为红伴线或斯托克斯线 在短波一侧的（频率为ω0 ＋ ωj ）称为紫伴线或反斯托克斯线

55 6.5.2 拉曼活性 引起分子极化率变化的能级跃迁才是允许的！ 极化：让正、负电荷分开的过程
拉曼活性 引起分子极化率变化的能级跃迁才是允许的！ 极化：让正、负电荷分开的过程 在分子中，分子是具有电荷分布的粒子，分子形状变化时，正、负电荷间距也会随之改变，因此分子极化率实际上也反映了分子变形的大小 双原子分子，当两个原子间距最大时极化率最大，间距最小时极化率最小。 ＋ - 极化

56 拉曼活性与红外活性比较

57 拉曼光谱与红外光谱的互补性 1,3,5-三甲苯 茚

58 6.5.3 拉曼光谱与红外光谱的比较 （1）物理机理不同，电偶极矩变化，极化率变化
拉曼光谱与红外光谱的比较 （1）物理机理不同，电偶极矩变化，极化率变化 （2）光源不同，红外光谱的入射光和检测光均为红外光，而拉曼光谱的入射光和散射光可以都是可见光（便于探测） （3）光谱坐标不同，吸收度和散射光强，波数和拉曼位移 （4）峰的特征不同，拉曼光谱峰陡且分辨率高，红外光谱峰重叠严重 （5）水的影响，水的拉曼光谱很简单，其红外光谱吸收峰则很多 （6）灵敏度，拉曼光谱灵敏度更高，消耗样品更少 （7）其它，利用斯托克斯线与反斯托克斯线的强度比测量温度，空间分辨率高（激光准直性好） （8）拉曼光谱的缺陷，损坏样品（激光光强大），荧光信号的干扰（？）

59 拉曼光谱的测量 信号探测方向与入射光传播方向垂直 激发光波长选择：减小荧光？减小吸收？波长尽量短？

60 拉曼光谱的测量(Cont.) 退偏度测量，分子对称性越高，退偏比越小

61 6.5.5 拉曼光谱增强—— 表面增强拉曼光谱技术（SERS）
将分子吸附在极微小金属颗粒表面或其附近，这样测得的拉曼光强要比常规方法高103~106倍，银、金或铜 基本原理：SERS效应主要由金属表面基质受激而使局部电磁场增强所引起，与光波长对应的金属表面粗糙度大小，与波长相关的金属电介质作用程度 影响SERS效应的因素：带孤对电子或π电子云的分子呈现的SERS 效应最强，芳氮或含氧化合物（如芳胺和酚）也具有强的SERS效应，电负性功能团（如羧酸）也能观察SERS效应

62 Shell-isolated nanoparticle-enhanced Ramanspectroscopy
The working principles of SHINERS compared to other modes J. F. Li et al., Nature 464, 392 (2010)

63 Detection of hydrogen adsorption on single-crystal flat surfaces of Pt and Si by SHINERS

64 In situ probing of biological structures by SHINERS

65 In situ inspection of pesticide residues on food/fruit

66 6.5.5 拉曼光谱增强—— 共振拉曼光谱 虚态不是分子实际的本征态，这样使得吸收和散射的概率都很小
拉曼光谱增强—— 共振拉曼光谱 虚态不是分子实际的本征态，这样使得吸收和散射的概率都很小 基本思路，选择激发光源频率，使分子吸收该频率光子后能跃迁到电子激发态，使原来的虚态变成本征态，提高拉曼散射几率 共振拉曼光谱技术要求光源频率可调谐，以方便本征态的选择和激发 如果样品本身具有荧光效应，共振拉曼光谱会受荧光影响较大

67 6.5.5 拉曼光谱增强—— 非线性拉曼光谱 激光光强增加到一定程度时，拉曼散射光强与入射光强存在非线性关系 受激拉曼效应，超拉曼效应
拉曼光谱增强—— 非线性拉曼光谱 激光光强增加到一定程度时，拉曼散射光强与入射光强存在非线性关系 受激拉曼效应，超拉曼效应 非线性拉曼光谱具有信噪比高、灵敏度高、光谱分辨率高、空间分辨能力强等优点，而且可用于研究高阶极化率

68 拉曼光谱的应用 有机化合物 ① 同种分子的非极性键，如S-S, C=C, N=N, C≡C等，会产生强拉曼谱带，并且强度随单键→双键→叁键依次增加 ② C≡N, C=S, S-H的伸缩振动，产生的红外吸收谱带一般较弱，而在拉曼光谱中则是强谱带 ③ 环状化合物的对称呼吸振动（即C-C键的全对称伸缩振动）往往是强拉曼谱带 ④ 在拉曼光谱中，X=Y=Z, C=N=C, O=C=O这类键的对称伸缩振动是强谱带，反对称伸缩振动是弱谱带，而红外光谱与此相反 ⑤ C-C伸缩振动在拉曼光谱中是强谱带 ⑥ 醇OH键的拉曼谱带较弱，它的拉曼光谱与烷烃的相似

69 各种矿化物如碳酸盐、磷酸盐、呻酸盐、饥酸盐、硫酸盐、锢酸盐、鸽酸盐、氧化物和硫化物等的分析
无机化合物 各种矿化物如碳酸盐、磷酸盐、呻酸盐、饥酸盐、硫酸盐、锢酸盐、鸽酸盐、氧化物和硫化物等的分析 高岭土、多水离岭土及陶土等（红外光谱难以鉴定） 过渡金属配合物、生物无机化合物以及稀土类化合物等 测定硫酸、硝酸等强酸的解离常数等 其它方面 高聚物的硫化、风化、降解、结晶度和取向性等 在生物体系研究方面，拉曼光谱可直接对生物环境中（水溶液体系、pH接近中性等）的酶、蛋白质、核酸等具有生物活性物质的结构进行研究 利用拉曼光谱技术研究各种疾病和药物的作用机理

70 拉曼光谱在司法文书鉴定方面的应用 不同品牌圆珠笔墨迹的拉曼光谱

71 应用举例 I. 化学分子或材料鉴别 例1.鉴别同一成分C但晶体结构不同的材材料

72 I. 化学分子或材料鉴别 M. S. Dresselhaus et al., Nano Lett. 10, 751 (2010)

73 下面大家欢迎熊雯同学讲Raman光谱在石墨烯研究中的应用！

74 实际案例1:不同年份红色印章印迹的拉曼光谱图
(e)检材上的公章印迹 2002年 (d)2003年 （b)2005年 (a)2006年 (c)2004年

75 实际案例2: 蓝黑墨水病历记录的拉曼光谱图 (a)3月6日 (c)3月8日（检材） (d)3月9日 (b)3月7日

76 II . 晶体结构测定和鉴别 例. 由拉曼光谱获得DNA结构

77 III. 相结构判别和相变研究 例1. 硅的晶体（长程有序）/非晶（长程无序）
480cm-1 520cm-1 4cm-1 70cm-1

78 例 2 Ni/Zr/Ni和Ni/Co/Ni 合金膜耐高温性质
Ni/Co/Ni/Si/800 -J. Raman Spectrosc. 2006; 37: 951–953 Ni/Co/Ni/Si/650 镍的硅化物是下一代CMOS器件的重要材料，但是在高温时，转变为电阻较高的NiSi2 材料结构 转变温度 缺点 NiSi ~ 600°C 不耐高温 Ni/Pt/Ni，~ 800°C Pt贵金属 Ni/Zr/Ni ？ Ni/Co/Ni ？ Ni/Zr/Ni/Si/850 Ni/Zr/Ni/Si/800 Ni/Zr/Ni/Si/650 > 800°C < 650°C NiSi2

79 IV. 参数测量和物性研究 例1. 拉曼成像技术测量集成电路CoSi电极微米尺度的应力分布 -Semicond. Sci. Technol

80 关于Raman光谱的深入讨论

81 问题 Raman散射实验中泵浦光的频率能否小于分子振动频率？ 答：可以，这与激光冷却相关

82 solution 激光冷却与捕陷原 子技术的发明使这一难 题基本解决 ideals troubles
Why cold atoms? ideals 激光冷却与捕陷原 子技术的发明使这一难 题基本解决 物理学是研究物质的基本结构与其运动规律及其相 互作用的自然科学.要开展研究,就要把研究对象拿在 手,进行仔细地观察和测量． troubles 在微观尺度上操纵原子分子使原子、分子的运动速度降至极小,使它们保持相对独立,很少相互作用,长久以来是物理学家的一个梦想. 根据分子运动理论,在常温 下,所有原子分子都在高速运 动着.以空气中的氢分子为例, 室温下均以1100m/s的速率运 动,即使降温到3K,它们仍在以 110 m/s的速率运动,这样高速 的粒子如过眼烟云,很难观察, 对其测量也必然带来严重误差. 在降温时,一般情况 下原子气会凝结成液 体和固体,这时原子间 有强烈的相互作用,其 结构和基本性能都 将发生显著变化.

83 利用反斯托克斯效应实现激光制冷的设想 最早由P. P ringsheim 于1929 年提出, 但通 常人们总以为用光照射物体必会发热而不可 能制冷, 这使得在其提出之后科学界就其实 现的可能性进行了长达16 年的争论。 1946 年,L. L andau 等人从热力学角度证明了激光制冷的可行性。他们从热力学的基本原理出发, 将被照物体与入射激光、散射荧光组成的系统作为热力学研究对象, 通过热力学推导, 证明了激光制冷是以牺牲激光的单色性、相干性和方向性为代价, 从而得以实现的。

84 1995 年, 美国LosA lamos 国家实验室Epstein 等人首次成功地在固体材料上获得实际可测量的激光制冷效应, 实现了0
1995 年, 美国LosA lamos 国家实验室Epstein 等人首次成功地在固体材料上获得实际可测量的激光制冷效应, 实现了0. 3K 的温降, 其制冷效率达2% , 是以往观察到的气态激光制冷效率的104 倍 , 这是激光制冷发展历程中的里程碑。Epstein 的实验是采用激光照射掺杂三价镱离子 重金属氟化玻璃, 诱导出反斯托克斯荧光实现制冷的。 1996 年, 英国学者J. L. Clark 等人采用染色剂若丹明101 的酸性乙醇溶液作为激光制冷介质获得了3K 的温降。 1999年又有低温物理学家E. Finkeipen 利用掺杂蓝宝石激光器激发半导体量子阱材料的的空穴激子, 实现能量10eV 的空穴激子反斯托克斯荧光发射, 使得样品温度由77K 下降到7K, 同时给出了不同温度下制冷效率与制冷温度的关系。

85 基于反斯托克斯效应的激光制冷原理

86 I Trapping and cooling!

87 分组作业1：荧光光谱仪配置方案 请提供一种荧光光谱仪配置方案，并针对不同的应用（举至少1个例子），设计合适的光路，要求：
光谱范围： 200nm-10μm 分 辨 率： ≤0.025 使用波段的效率》20% 探测器灵敏度：可见 readout noise <10e-rms 红外 NEP~10-11WHz-1/2

88 分组作业2：查找最新文献，做综述ppt 光谱技术在石墨烯研究中的应用
针对文献提出自己的观点：除了别人做的这些工作，我们还可以做什么？在今后的研究中我们怎样选择研究方向进行原创性的研究？