微机电系统 (MEMS)封装残余应力是在封装工艺过程中芯片上产生的残余应力，它对于 MEMS器件的热稳定性和长期贮存稳定性有着十分重大的影响，故而对 MEMS封装残余应力的高精确度测量有利于封装应力的研究 。由于封装残余应力十分微小，因此无法利用目前的测量手段直接测量封装应力，本文针对这个问题提出了一种基于应力放大结构和拉曼光谱法的封装应力测量方法，可以测量出 MEMS器件中封装应力的平均水平。基于理论 分析建立了原始封装模型与应力放大结构之间的放大关系，并提出应力放大结构的设计原则。接着采用 3D有限元(FEM)仿真对一款高精确度 MEMS微加速度计的封装应力测量进行了分析，其结果与理论分析具有很高吻合度。 最后，针对该微加速度计的封装应力测量，成功制作了应力放大结构的芯片样片，并进行封装，随后拉曼光谱法被用于测量样片中的最大应力，进而计算出待测微加速度计中平均封装应力大小。实验结果与仿真分析具有很 好的吻合度，证明本文所提出的测量方法具有相当的可靠性。

为深入研究卡拉胶寡糖对反复冻融南美白对虾样品品质与蛋白变化影响, 采用傅里叶变换中红外(Fourier transform infrared, FTIR)互补结合激光显微拉曼(micro Raman)光谱技术, 以不同预处理方式(无菌蒸馏水、 三聚磷酸盐溶液与卡拉胶寡糖溶液)下反复冻融南美白对虾肌原纤维蛋白为研究对象, 深入研究了卡拉胶寡糖预处理对不同冻融阶段南美白对虾肌肉品质和蛋白的影响机制。 分别对三种预处理方式下经0, 2, 4和6次冻融循环后的南美白对虾肌原纤维蛋白进行FTIR和拉曼光谱分析。 FTIR和拉曼一阶谱图中各特征峰强度变化谱图可得出, 随冻融次数增加, 南美白对虾肌肉的蛋白损失和结构破坏明显加剧。 样品肌肉蛋白二级结构的主链构象主要由酰胺Ⅰ带(1 600~1 700 cm-1)表征, FTIR分析显示新鲜虾肉蛋白二级结构以β-转角为主, 其次为β-折叠, 其弥补了拉曼光谱对β-折叠和β-转角的不敏感。 FTIR与拉曼光谱酰胺Ⅰ带高斯拟合后谱图可定性定量显示冻融过程中样品的蛋白二级结构变化主要是α-螺旋结构的减少与无规卷曲结构的增加, 而卡拉胶寡糖预处理能明显抑制冻融过程中α-螺旋结构的损失。 FTIR对蛋白表面氨基酸变化不敏感, 拉曼光谱则可互补显示样品蛋白侧链的构象变化。 其表征酪氨酸残基的谱带出现在850和830 cm-1, 峰强比表征了样品中酪氨酸的暴露程度在冻融期间呈增长趋势; 脂肪族侧链氨基酸残基的C—H弯曲与伸缩振动分别在1 440~1 465和2 800~3 100 cm-1区间, 1 448和2 935 cm-1处峰强变化表征了样品侧链氨基酸的疏水相互作用在冻融过程中逐渐增强。 拉曼光谱中蛋白侧链的特征谱带变化表明冻融过程使虾肉蛋白中分子内、 分子间氢键断裂和侧链酪氨酸、 脂肪族氨基酸残基暴露, 而卡拉胶寡糖处理后明显延缓了该变化。 因此, 卡拉胶寡糖可延缓反复冻融虾肉蛋白中氢键断裂、 侧链疏水基暴露, 进一步稳定蛋白二级结构, 维持其蛋白功能特性, 从而起到对反复冻融南美白对虾肌肉品质的保护作用。 同时, 本研究将FTIR与拉曼光谱技术结合应用在卡拉胶寡糖对冻融南美白对虾肌肉品质保护机制研究上, 发现FTIR在南美白对虾蛋白二级结构的表征上更敏感, 拉曼光谱则能为样品蛋白侧链构象变化提供参考, 二者结合可通过提供互补信息, 更好表征样品经处理后蛋白的结构变化。

四川绵阳雪宝顶绿柱石由于其独特的透明扁平状结构而备受关注, 目前其扁平状形成原因还存在分歧。本文应用显微振动光谱及成像, 结合化学定量检测, 对雪宝顶绿柱石进行了深入分析。显微红外成像表明通道中除了水分子, 还存在铁合水离子和二氧化碳分子, 且在晶体中不均匀分布。Li元素替换Be元素会造成Be-O四面体和Al-O八面体结构畸变, 表现为晶格振动模式的拉曼峰位向高波数偏移。同时, 通道中水分子与Na结合, 使其极化率减小, 表现为伸缩振动模式的拉曼峰位向低波数偏移。本文研究为探究雪宝顶绿柱石扁平状成因提供了基础, 为研究单个水分子量子态提供了参考。

面向微尺度平面变形的精细测量对碳纳米管应变传感测量方法进行了理论与实验研究。 利用碳纳米管的拉曼应变敏感性及其偏振选择性, 针对各种典型的拉曼光谱系统偏振构型, 推导建立了适于各种偏振拉曼构型的碳纳米管平面应变传感解析关系式。 从测量学角度出发, 对不同偏振构型下的应变传感进行了对比分析, 得出入射与散射光偏振方向皆能够连续控制且始终保持平行的双偏协同构型最适合于平面应变传感, 并进一步提出易于实现的双偏协同构型光路配置方式与控制方法。 通过实验应用证明, 所提出的方法能够有效的实现基于偏振拉曼的碳纳米管平面应变传感测量。

本文介绍了一种用于挥发性液体、特别是高温腐蚀性熔融氟化物显微Raman光谱测量用的新样品池和热台。置于氧化铝管中的铂坩埚用来盛装熔融试样。与传统的敞开式样品池不同的是, 本文提出了一种“封闭样品池”的思想, 使用石英片和高温水泥对样品池进行密封。采用铂丝加热, 最高温度可达1100℃。炉膛中部的热梯度较小。使用该装置获得了信噪比很高的光谱。

拉曼光谱对被测样品的晶格与分子振动、转动能量非常敏感, 而且拉曼光谱的测量具有非破坏性。在微纳电子学研究中, 需要原位的、高空间分辨率的、非接触的测量方法研究各种材料、器件的晶态、应力、热学性质等参数。由此, 显微拉曼光谱术就成为一种能够满足上诉要求的、实现多种参数测量的重要的手段。本文通过调研和实验研究了显微拉曼光谱术在硅、低维碳纳米材料等的晶态、应力、热学等研究领域的具体应用, 以及一些新出现的研究手段。从大量的相关报道不难看出, 显微拉曼光谱术在微纳电子学的进一步发展中将会有更为广泛和深入的应用。

研究了化学气相沉积多晶膜的宏观性能(颜色和透光性)与微观性能(结晶质量、相纯度和氢杂质含量)之间的关系，喇曼谱与金刚石膜中氢杂质含量(红外光谱测得)的关联性.给出了根据颜色和透明度来区分样本膜质量的实验依据，颜色较深的膜的结晶质量差、相纯度低、氢杂质含量高，1 332 cm－1金刚石特征喇曼峰强度低，半峰宽大.由于多晶膜生长不均匀性、多晶以及粗糙度的影响，生长面的微喇曼光谱随采样点变化会产生较大的偏差，而光滑生长界面的喇曼光谱随采样点的变化偏差较小，因此生长界面的喇曼光谱更能反映化学气相沉积法制备金刚石膜的整体质量.

利用共聚焦显微拉曼光谱系统, 检测了结直肠癌组织及邻近正常组织的拉曼光谱234例, 从分子水平探讨结直肠癌变的原因。 实验结果表明： 在900～2 100 cm-1频移范围内, 与正常组织比较, 归属于结直肠癌组织中脂类伸缩振动的1 067和1 133 cm-1 拉曼峰强度相对较弱, 扭转振动的1 299 cm-1与CH面内变形振动的1 264 cm-1拉曼峰的强度比值减少,应用SPSS16.0统计学软件进行平均值计算与比较, 正常组织中的1 299和1 264 cm-1的强度比值平均值为3.17, 癌变组织的为1.33； 二者的分界值为1.96, 以此判别结直肠癌组织和正常组织符合率为94%。 研究表明, 结直肠癌组织中脂类的链内纵向有序性下降, 不饱和度增加。 可推测结直肠癌组织中脂类的能量储存增加是引起这些变化的原因, 而这些变化将导致细胞膜的流动性增强, 从而改变细胞膜的物质运输、 能量传递和信号传导, 终将引起DNA 结构的变化。 因此, 脂类的能量分布变化可能是导致细胞癌变的原因之一。

采用微区拉曼光谱对生长在湿法腐蚀获得的无掩膜周期性图形蓝宝石衬底上GaN材料做了研究,结果显示,侧向外延生长区域具有较低的压应力。采用湿法腐蚀结合原子力显微镜对材料的位错进行了表征,侧向外延区域显示了低的位错密度,具有较高的晶体质量。另外通过对不同生长区域的拉曼纵光学声子与等离子体激元形成的耦合模高频支进行拟合,结果显示侧向外延区域具有较低的背底载流子浓度。研究认为,由于采用图形衬底,侧向外延区域悬空生长降低了位错密度,同时侧向外延区域不与蓝宝石接触,因此采用该方法生长的GaN材料具有较低的压应力和较低的背底载流子浓度。