| 發布日期：2023-05-30 |
二氧化鋯具有良好的光學、熱學、電學和機械性質，特別是納米ZrO2是一種應用極為廣泛的無機材料。納米級二氧化鋯粉體具有獨特的性能，如常溫下為絕緣體，而高溫下則具有導電性、增韌性和敏感特性等；在橡膠、陶瓷、涂料、日用化工等方面具有廣泛的應用，同時也可用于制造氣體傳感器、熒光體、壓敏材料、壓電材料、變阻器、高溫燃料電池、高溫光學組件、高效催化劑等。因此對ZrO2性質及粒子結構的研究對后續材料應用有著重要意義。
拉曼光譜作為表征分子振動能級的指紋光譜，能夠提供材料在振動和電子性質方面的獨特信息，被廣泛應用在物理、化學、生物學與材料學科等領域。
中科院物理所劉玉龍老師使用如海光電1064nm便攜式拉曼光譜儀對ZrO2納米材料進行了研究。
1. 測試樣品
2. 儀器搭建
在這項研究中，劉老師分別測試了4nm和80nm粒徑的ZrO2樣品，測試結果如圖1所示。
圖中A樣品是4nm粒徑的ZrO2，可以看出，（1）1064便攜式拉曼光譜儀抑制熒光效果明顯；（2）與晶體的ZrO2的拉曼光譜相比，由于樣品的顆粒直徑變小，表面缺陷增多，A樣品的體相拉曼峰線寬變大，散射強度變弱；（3）同時由于樣品晶粒尺寸小，樣品比表面變大，在1050cm-1左右，出現了表面振動峰，隨著納米顆粒直徑的增大，該峰就會消失；（4）此外，由于樣品顆粒尺寸小，表面的缺陷增多（主要是斷鍵或懸鍵），表面活性增加，由此在900-2000cm-1內出現了高價拉曼散射和空氣中的水分子吸附的峰。
圖1 兩種ZrO2樣品測試結果
圖中B樣品是在1100℃下進行退火得到的，退火后的納米顆粒尺寸約為80nm。在高溫下的退火，不僅使得納米顆粒的尺寸增大，而且使得樣品中的原子重排，有序度增加，導致拉曼峰的線寬變小，光譜的分辨率增加。樣品B測試譜圖中1050cm-1的消失是由于顆粒尺寸的增加，比表面積減少引起的。
劉老師提出了一種ZrO2快速檢測方法，可通過如海光電1064拉曼光譜儀簡單、快捷的得到ZrO2的結構信息，對后續研究ZrO2材料性質有著重要意義。
Portman1064便攜式拉曼光譜儀
1、產品簡介
Portman1064是一款便攜式高靈敏度高信噪比制冷的拉曼光譜儀，其內部采用InGaAs陣列探測器，并采用色散型的光學設計，提高了探測器的靈敏度，讓儀器具備了捕捉微弱拉曼信號的能力。
相比于785nm、532nm拉曼光譜儀，1064nm對于組織等生物樣品的破壞性更小，避開了玻璃、生物組織等很多物質的熒光發射區域，對于很多被測物質具備低熒光背景優勢。1064nm相對于可見段的532nm、785nm具備更好的穿透性，可以穿透棕色玻璃瓶、白色塑料包裝以及紙等包裝材料。
2、產品特點
? 寬積分時間：積分時間可以從8ms~30min設定；
? 高穩定性：峰值波動RMS<1% @2hrs；
? 良好的穿透性：可以穿透棕色玻璃、白色塑料、包裝紙；
? 高分辨：相對于同類產品， 優化的光路設計和512pixels可以提供15-18cm-1 的分辨率。
