Die Raman-Spektroskopie ist ein Verfahren zur nicht-invasiven Untersuchung von Proben, welches diese vollkommen intakt lässt. Es lassen sich so chemische und physikalische Informationen von festen, flüssigen, gasförmigen und gelösten Verbindungen gewinnen. Im Raman-Experiment wird ein Strahl monochromatischen Lichts, üblicherweise eines Lasers, in eine Probe fokussiert. Die Wechselwirkung des Lichtes mit der elektronischen Umgebung der Moleküle führt zur elastischen (Rayleigh) und inelastischen (Stokes/Anti-Stokes) Streuung der einfallenden Photonen. Stokes (und Anti-Stokes) Banden tragen die Signatur der Schwingungsmoden der in der Probe angeregten Moleküle und liefern so Informationen über Zusammensetzung, Aggregatzustand und Konzentration der vorhandenen chemischen Verbindungen.

Ausstattung

A. Raman-Mikroskop LabRAM HR800 von Horiba Jobin Yvon
* Nd-YAG Laser (532 nm, 50 mW)
* Gittermonochromator (wahlweise 600 oder 1800 /mm)
* Mehrkanal-CCD-Detektor (1024 x 256  Pixel pro 26 x 26 µm²)
* hohe spektrale Auflösung von max. 0,5 cm^-1
* Brennweite von 800 mm
* Objektive: 10x, 50x, 100x, 50x (langer Arbeitsabstand)
* motorisierter Objektträgertisch zum räumlichen Abtasten der Proben in 1 µm Schritten
* schwingungsdämpfender Arbeitstisch (90% Dämpfung für Bodenerschütterungen >8 Hz)

B. Raman-Spektrometer iHR SP320-U von Horiba, Jobin Yvon
* Nd-YAG Laser (532 nm, 500 mW)
* Gittermonochromator (wahlweise 600, 1200 oder 1800 /mm)
* Mehrkanal-CCD-Detektor (1024 x 256  Pixel pro 26 x 26 µm²)
* hohe spektrale Auflösung von max. 1 cm^-1
* Brennweite von 320 mm
* Objektiv: Makro-Linse (F = 40 mm)
* 4-fach Multiplex-Betrieb zur simultanen Erfassung von bis zu 4 Meßstellen

Anwendungen

* Gashydrate: Identifikation der Zusammensetzung und Struktur von Gashydraten sowie Untersuchung der Kinetik ihrer Bildung, Zersetzung und Umwandlung. Die Raman-Signale liefern präzise Informationen über Gastmolekül-Spezies und ihre Käfigbesetzung. Das Meßverfahren erlaubt die vorliegenden Phasen einer Substanz, d.h. Gashydrat, Gas, Flüssigkeit und im Wasser gelöst, zu unterscheiden. Es ist daher ideal geeignet, um Wechselwirkungen der Gastmoleküle mit dem Hydratgerüst zu untersuchen, Phasenumwandlungen und Massentransfer zwischen den Phasen zu erforschen sowie räumliche Heterogenitäten dieser Parameter in der Probe aufzudecken. Ferner benutzen wir die Raman-Spektroskopie, um Konzentrationen gelöster Stoffe zu bestimmen.

* Untersuchung natürlicher Minerale: mikrobiell gesteuerte Bildung authigener Carbonate, Identifikation von Carbonaten, Sulfaten, Silkaten und Fluideinschlüssen in Gesteinen.