高分辨宽带红外和频振动光谱 (High-resolution Vibrational Spectroscopy Using Broadband-infrared Sum Frequency Generation (SFG))


表面吸附分子的振动光谱不仅包含了分子本身的结构,也包含了吸附分子在表面的取向和吸附位,以及周围化学环境和与周围其他分子的相互作用等信息。表面分子的振动光谱也可以用线性光谱,如反射红外吸收光谱或拉曼光谱方法获得,但由于基底体相的信号干扰等会大大降低表面分子探测的灵敏度。表面和频振动光谱(SFVS)是一种二阶非线性光谱,在偶极近似下具有表面/界面敏感性。下图是宽带红外和频光谱的原理图。方法中两束光在界面或表面相互作用:一束光是红外光(infrared);另一束是可见光(visible,很多时候是800nm的近红外光),产生和频光(光子能量等于红外光和可见光的和)。在具有反演对称性的体相介质内,χ(2)等于零。但对于界面来说,对称性被打破,χ(2)不为零。因此,SFG具有界面选择性。此特性大大提高了对界面分子探测的灵敏度。在过去的二十多年,由于其具有特殊的表面敏感性,SFG方法已经被成功运用到很多界面研究中,而且表现出越来越广泛的应用。
参与人员:张瑞丹,彭星星,罗婷,李煌,刘欣婷,任泽峰
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