炭素材料的拉曼光谱 (Raman spectrum of carbon materials)光通过介质后产生散射光；散射光的波数改变在10～4000cm-1 范围内，这部分散射光所形成的光谱称为拉曼光谱。l928 年印度物理学家拉曼(C．V．Raman)首先用苯在实验上证实了这种散射的存在，因而得名。 前苏联物理学家兰茨贝格等在研究石英晶体的散射谱时也观察到这一现象。20 世纪 60 年代激光问世后，为拉曼技术提供了单色性、偏振性、方向性极好的强光源。 拉曼技术获得了迅速发展，成为材料科学研究中的重要手段之一。在炭素材料的研究和鉴定中拉曼光谱的应用也日益广泛。拉曼光谱的产生可用经典图像加以简单说明。分子振动时各原子问的相对位置发生变化，其电极化率α 可写成：(1) 式中 α0 为原子在平衡位置时的电极化率，α1 为电极化率随位置变化的部分，ν0是原子简正振动频率。在频率为v 的外电场 E 的作用下，如外电场E 的振动为：则分子感生的偶极矩P 为：所以，感生偶极矩不但以外电场频率v 振动产生弹性散射，而且频率振动产生非弹性散射， 并在 v 的两侧对称分布。这就是拉曼光谱。同样， 分子转动也可能产生频率改变的拉曼散射。拉曼散射的频率与入射光频率之差叫拉曼位移，通常也称为拉曼光谱频率。石墨具有六角碳网结构，网面内晶格振动具有拉曼活性。这种振动称为E2g 型振动。 E2g型振动有两种E2g (1) 和 E2g (2) . 网面的相互振动，称为层面之间的剪切振动模式。由于石墨网面之间的相互作用很弱，与这种振动相对应的拉曼谱频率很小，只为 42cm-1 。E2g 为石墨晶格网面内的伸缩振动，有时又称为高频面内振动模式。这种振动较为强烈，在拉曼谱上对应的频率为 l580cm 。结构良好的石墨晶体，在这一频率附近有一尖锐的特征峰，特称为 G线或 G带，表征碳的sp2 键结构。结构完美的天然石墨的G 线位于 1575cm-1 。含有畸变结构的石墨微晶常常还有一条谱线在1350cm-1 附近，称为D 带。石墨材料的拉曼谱比较复杂，在 1623cm-1 附近的峰称作D, 带，甚至在 42cm 处还可隐约地见到一个峰。D带、 G 带和 D7 带的积分强度分别记为在炭素材料文献中常称为拉曼谱比值R，R=ID/JG， ID与 JG之比称为R，，R 值越大，石墨晶体越小，即晶体宽度L。与 R 成反比。常被引用的表达式为La=4.3/R(nm) (4) 据称 R在 0．1 至 1000 范围内，激光源为488 至 514nm时，这一关系都可靠，( 图 2)甚至发展成用拉曼谱测定L。的一...
