domingo, 31 de enero de 2010

Espectroscopia Raman


La espectroscopia Raman (llamada así después de C.V. Raman) es una técnica espectroscópica usada en química y física de la materia condensada para estudiar modos de baja frecuencia como los vibratorios, rotatorios, y otros.1 Ella confía en la dispersión inelástica, o dispersión Raman, de luz monocromática, generalmente de un LASER en el rango de luz visible, el infrarrojo cercano, o el rango ultravioleta cercano. La luz LASER interactúa con fonones u otras excitaciones en el sistema, resultando en la energía de los fotones del LASER desplazándose hacia arriba o hacia abajo. El desplazamiento en energía da información sobre los modos del fonón en el sistema. La espectroscopia infrarroja rinde una información similar, pero complementaria.
Típicamente, una muestra es iluminada con unírayo LASER. La luz del punto iluminado es recogida con un lente y es enviada con un monocromador. Debido a la dispersión elástica de Rayleigh, las longitudes de onda cercanas a la línea del LASER son filtradas, mientras que el resto de la luz recogida es dispersada sobre un detector.
La dispersión Raman espontánea es típicamente muy débil, y como resultado la principal dificultad de la espectroscopia Raman está en separar la débil inelásticamente dispersada luz, de la intensa luz LASER dispersada de Rayleigh. Históricamente, los espectrómetros de Raman usaban rejillas difractoras holográficas y múltiples etapas de dispersión para alcanzar un alto grado de rechazo del LASER. En el pasado, los fotomultiplicadores eran los detectores elegidos para las configuraciones de dispersores Raman, lo que resultaba en largos tiempos de adquisición. Sin embargo, la instrumentación moderna casi universalmente emplea filtros notch o de detección de borde para el rechazo del LASER y los espectrógrafos (como Czerny-Turner, echelle o basados en FT) y los detectores de CCD.
Hay un número de tipos avanzados de espectroscopia Raman, incluyendo la superficie realzada Raman, punta realzada Raman, Raman polarizado, Raman estimulado (análogo a la emisión estimulada), transmisión Raman, espacial compensado Raman, y la hiper-Raman.
El efecto de Raman se produce cuando la luz choca sobre una molécula e interacciona con la nube de electrones de los enlaces de esa molécula. El fotón incidente excita la molécula a un estado virtual. Para el efecto Raman espontáneo, la molécula se excitada del estado fundamental a un estado de energía virtual, y se relaja a un estado vibracional excitado, que genera la dispersión Raman Stokes. Si la molécula ya estaba en un estado excitado vibracionalmente, la dispersión Raman se denomina dispersión Raman anti-Stokes.
Para exhibir el efecto Raman, la molécula requiere con respecto a la coordenada vibracional, un cambio en el potencial molecular de polarización o cantidad de deformación de la nube de electrónica. En vista de que el desplazamiento Raman es igual al nivel vibratorio que está implicado, la cantidad del cambio de polarizabilidad determinará la intensidad de dispersión Raman.

Guillermo Alejandro Luque Terán
Comunicaciones de Radio Frecuencia (CRF)

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