1 吉林大学物理学院, 吉林 长春 130012
2 吉林大学分子酶学工程教育部重点实验室, 吉林 长春 130012
线性多烯分子具有高强度且信息丰富的共振拉曼光谱, 在生物学、 光电材料和医学等方面都有一定应用。 而含有共轭双键的短链β胡萝卜素分子是多烯分子中极具有代表性的分子。 在激发光作用下π电子与CC键振动相互作用影响着吸收光谱和拉曼光谱, 而共振拉曼效应和电子-声子耦合影响着共振拉曼光谱的强度、 频率和线型。 测量了β胡罗卜素分子在二氯乙烷中283~223 K温度范围内的紫外-可见吸收和共振拉曼光谱。 研究了共振效应和电子-声子耦合对吸收光谱和拉曼光谱的变化所起的作用。 获得随着温度的降低, 黄昆因子减小, 表明CC键的振动减弱, 分子体系能量减小, 吸收峰红移; 随着温度的降低, 分子有序性提高, 电子-声子耦合强度增加, 增强了电子能隙对CC键振动的调制作用, 拉曼模频率向低波数方向移动, 即拉曼光谱红移; 同时, 经过计算发现随着温度的降低, β胡萝卜素分子C—C和C=C的拉曼散射截面增加, 线宽变窄, 倍频与基频强度比增加。 对比和分析了共振效应和电子-声子耦合作用对拉曼光谱的拉曼散射截面、 线宽和倍频与基频强度比的影响。 虽然共振效应和电子-声子耦合作用在不同温度下对拉曼光谱都有一定影响, 但研究发现不同温度下共振效应对拉曼光谱的影响要大于电子-声子耦合, 且电子-声子耦合对谐波的影响更小。 这是由于随着温度的降低, 发生红移的紫外可见吸收光谱, 使拉曼光谱中514.5 nm激发光更接近00吸收峰, 明显的增强了分子的共振效应, 使其拉曼散射截面, 线宽, 倍频与基频强度比随温度有很大变化。 该研究对共振效应和电子-声子耦合的研究为研究温度对胡萝卜素等线性多烯分子性质的影响提供一定实验和理论依据。
线性多烯分子 共振拉曼光谱 黄昆因子 电子-声子耦合 Linear polymers Resonance Raman spectra Huang-Rhys Electron-phonon coupling
1 吉林大学物理学院， 吉林 长春 130012
2 长春理工大学理学院， 吉林 长春 130022
3 吉林大学中日联谊医院， 吉林 长春 130033
共振拉曼光谱是研究线性多烯分子的主要分子光谱技术。 该技术完美地表征了π电子能隙对CC， C—C伸缩振动的调制规律。 这种调制是通过电子-声子耦合完成的。 改变外界环境， 能隙调制作用将受到影响。 测量了溶剂中β-胡萝卜素分子在温度、 压力、 溶剂效应、 相变等不同环境影响下的吸收光谱、 共振拉曼光谱， 研究了不同外场对π电子能隙调制CC， C—C伸缩振动的影响机理及规律。 结果表明， 在外场影响下， 体系的能量降低， π电子能隙（π—π*）减小会使调制增强。 即电子-声子耦合增强， 使拉曼强度增加， 谱线红移。 对理解共振拉曼物理过程， 认识线性多烯分子的结构， 性能有重要意义， 对研制优质光电器件也有参考价值。
线性多烯分子 电子能隙 共振拉曼光谱 电子-声子耦合 Linear polyene Electron band gap Electron-phonon coupling constant Resonance Raman spectra 光谱学与光谱分析
2018, 38(8): 2462
在液芯光纤内产生共振拉曼效应,可以提高拉曼光谱强度109倍。用514.5 nm波长、0.80 mW激光,1.44 m光纤和60 mW激光,2.23 m光纤分别获得了浓度为2×10-9 mol/L和9.6×10-12 mol/L的β-胡罗卜素在CS2中的光纤共振剌曼光谱。实验中发现,低浓度下β-胡罗卜素拉曼光谱频移发生变化,并且,随着浓度的降低,其频移变化增大。
液芯光纤 共振拉曼光谱 频移
