Mineralbestimmung via Raman-Spektrum

[berthold]

Hallo,

bei der Mineralienbestimmung könnte ja öfters das Raman-Spektrum hilfreich sein. Da gibt es die rruff-Datenbank und da ist typischerweise das Spektrum für 532 oder/und 780 nm angegeben.  Nun hat mein Laser aber 790 nm und ich habe keine Ahnung wie gut (?) die Spektren vergleichbar sind.

Vielen Dank für jeden Hinweis / Link / Literaturtip.

Gruß
Berthold

[Krizu]

Hallo,

nach Bauchgefühl würde ich sagen, dass die geänderte Anregung nicht viel macht.
10nm ist nicht viel.
MfG

Frank

[Uwe Kolitsch]

Berthold: sollte kein Problem sein (eher ein Problem ist die bei der Messung verwendete Orientierung des Kristalls bzw. der Probe).
Manche Laserwellenlängen verursachen Lumineszenz-Banden, manche nicht (auch probenabhängig).

Du kannst mir PM schicken, falls es um Detailfragen geht.

[berthold]

Hallo,

vielen Dank. Jetzt bin ich mit meiner Raman-Spektrometer-Bastelei schon einen Schritt weiter und habe mal einen Fluorit in den Strahl gehalten. Ich bekomme eine Kurve (siehe Anhang, Rauschen durch Interpolation aus 16 Messungen rausgerechnet) die durchaus Ähnlichkeit mit http://rruff.info/pre_rendered_graphs/raman_full__474__8341.png (auf http://rruff.info/fluorite/names/asc/R050045) - zeigt, also einen "BROAD SCAN WITH SPECTRAL ARTIFACTS" von Fluorit. 

Nun ist meine Frage: Wie komme ich (praktisch) von diesen raw-Daten zum Raman-Spektrum?

Gruß
Berthold

[smoeller]

Hallo,

Zunächst mal brauchst du eine Skala auf der y-Achse, d.h. die Frequenz der Schwingungen (typischerweise als Wellenzahl (cm^-1) angegeben. Dann kannst du die Lage der Banden mit denen in bekannten Spektren vergleichen. Es gibt in der Chemie auch Bandenatlanten, da sind typische Wellenzahlen für verschiedene Schwingungen angegeben. Oder halt in der Literatur schauen, wenn das Mineral bereits bekannt ist.

Glück Auf!
Smoeller

[berthold]

Hallo,

ähh, "Skala auf der y-Achse"  das ist doch die Intensität, die x-Achse ist bei mir die Frequenz (von ca 720 cm^-1 bis 2820 cm^-1). Oder peile ich jetzt etwas grundsätzlich nicht?

Gruß
Berthold

[Krizu]

Hallo,

ich gebe mal mein Halbwissen dazu:
die x-Achse mit den Wellenzahlen ist Frequenzachse.
10000cm-1 entsprechen 1µm. 10cm-1 sind 1mm ;-) Wellenlänge.

Vermutlich misst du nur einen Bereich, Stokes oder Anti-Stokes. Also links oder rechts von der Laserlinie.

MfG

Frank

[smoeller]

Hallo,

Sorry, hatte y geschrieben, aber x gemeint. Selbstredend ist die Frequenz auf der x-Achse. Dann müsstest du im nächsten Schritt halt die Frequenzen der Bandenmitten ermitteln. Diese brauchst du für die Auswertung.

Achtung: Die Lage der Banden ist etwas abhängig von der Struktur und der Umgebung des Moleküls. Daher sind in der Regel Spektren, wie man sie im Netz zu Flüssigkeiten oder Gasen findet, nicht zu 100 % auf Feststoffe übertragbar. In Feststoffen ist die Bindung stärker, d.h. die Bande ist  verschoben.

Glück Auf!
Smoeller

[berthold]

Hallo,

@Sebastian

Dann müsstest du im nächsten Schritt halt die Frequenzen der Bandenmitten ermitteln. Diese brauchst du für die Auswertung.

So einfach ist das leider nicht. Vergleiche mal die beiden Beispiele aus der RRUFF-Datenbank (jeweils Fluorit, die gleiche Probe / Messung)

die Roh-Daten:
http://rruff.info/pre_rendered_graphs/raman_full__474__8341.png

und die Raman-Shift-Daten:
http://rruff.info/pre_rendered_graphs/raman__474__9863.png

Genau für diesen Schritt fehlt mir das know-how  :'(

Gruß
Berthold

[smoeller]

Hallo,

Werde noch mal schauen, was wir für Daten hatten. Aber ich fürchte, sie haben uns in der Chemie immer schon die fertigen Grafiken mit den Wellenzahlen gegeben. Im Gegensatz zu den IR-Messungen durften wir die Raman-Messungen leider nicht selber machen, aber dabei sein. Wenn du die Wellenzahlen hast (in cm^-1), kannst du eine Zuordnund vornehmen. Die Raman-Shift-Daten nützen dir dann was, wenn du verschiedene Grafiken gleicher Skalierung übereinander legen kannst.

Leider finde ich mein Spektroskopie-Skript gerade nicht.

Glück Auf!
Smoeller

[Krizu]

Hallo Berthold,

http://www.chemie.uni-muenchen.de/ac/klapoetke/content/analytic/raman.pdf

http://www.ipc.uni-karlsruhe.de/download/A56_2009.pdf

der hier geht auch auf die Auswertung ein:
http://deposit.ddb.de/cgi-bin/dokserv?idn=980862043&dok_var=d1&dok_ext=pdf&filename=980862043.pdf

hast du vermutlich auch schon gefunden via http://www.google.de/search?hl=de&q=raman+auswertung+stokes+antistokes+Ramanshift&btnG=Suche&meta=

Ich frage mal am Mo eine Kollegin, die sich gerade in Spektroskopie weitergebildet hat.

MfG

Frank

[smoeller]

Hallo,

Letztlich ist doch der Raman-Shift nur die Veränderung der Frequenz im Vergleich zu der Frequenz des eingestrahlten Lichtes.

Die Frequenz f des eingestrahlten Lichtes hängt dabei von der Einstrahlwellenlänge Lambda (konstant) und der Lichtgeschwingigkeit im Vakuum  c₀ (ca. 295000 km/s) ab.

Die Frequenz des eingestrahlten Lichtes ist daher eine Konstante. Sie ergibt sich zu f = c₀ /Lambda.

In der Realität ist die Lichtgeschwindigkeit etwas geringer (c₀ ist fürs Vakuum).

Diese Frequenz entspricht der Frequenz des Reighley-Peaks. Die Frequenz der gemessenen Banden liegt entweder höher oder niedriger  als die Einstrahlfrequenz. Man spricht dann von Stokes- und Anti-Stokes-Bereich.



Glück Auf!
Smoeller

[Krizu]

Hallo,

das Problem ist die Trennnung von Fluoreszenz und Raman-Aktivität.
Wenn Du mit Laserlicht auf die Probe gehst, regst du sowohl die Phononen an, also die Gitterschwingungen, die den Raman-Shift machen, als auch die Störstellen, die floureszieren. Beides siehst Du als frequenzverändertes Licht aus der Probe.

Mfg

Frank

[berthold]

Hallo,

das Problem ist die Trennnung von Fluoreszenz und Raman-Aktivität.

ja, sehe ich auch so. Dazu habe ich jetzt mal ein Experiment gemacht: Eine Fluoritplatte an 26 Stellen gemessen - einen scan in Wachstumsrichtung. Es zeigen sich drei Bereiche mit unterschiedlichen Spektren (siehe Anhang). Innerhalb dieser Bereiche streuen die Werte nur wenig.

Ich vermute dass hier in erster Linie die Fluoreszenz für die unterschiedliche Kurvenform verantwortlich ist. Weiterhin vermute ich dass für die Farbe und Fluoreszenz Störstellen, genauer (an REE ?) assoziierte F-Zentren verantwortlich sind. 

Total unklar ist mir noch, wie man denn diese Fluoreszenz rausrechnen könnte. Geht das möglicherweise mit dem CrystalSleuth Programm (auf der rruff-Seite) ?

Gruß
Berthold

[berthold]

Hallo,

auf dem Bildschirmfoto im Anhang sind drei Kurven / Raman-Spektren zu sehen:

* rot: Beryll von Hagendorf-Süd
* grün: Beryll von Portugal
* gelb: Beryll (Probe  R050120 aus der RRUFF Datenbank, raw-Daten)

Also Beryll von Hagendorf und Portugal sind von mir gemessern zeigen recht gute Übereinstimmung  . Im Vergleich zur gelben Kurve aus der rruff-Datenbank könnte man drei Peaks zuordnen aber das war es dann auch schon.  :'(

Hat jemand eine Idee, ich würde ja gerne fremde Daten zum Vergleich heranziehen können (und nicht meine eigene Referenz-Spektrensammlung aufbauen müssen).

Gruß
Berthold

PS: Liegt nicht an einzelnen Proben, gleicher Effekt bei verschiedenen Mineralien.