金刚石Raman光谱荧光本底及其对高压原位Raman光谱测试的影响

摘要

金刚石对顶砧(diamond anvil cell,DAC)装置(如图1所示)是目前产生压力最高的静态高压实验装置,它以金刚石单晶作对顶砧单轴挤压样品产生高压,由于金刚石在很宽的能量范围对光子(可见光、高能X射线等)透明,在高压实验中可以通过显微镜观察样品,并可对样品进行高压原位X射线衍射和光谱(红外光谱、Raman光谱等)测试,这一特点使其在高压科学领域得到广泛的应用.在高压原位Raman光谱测试中,激发光源透过金刚石对顶砧照射到样品上产生Raman信号,样品的Raman信号穿过金刚石对顶砧经显微镜物镜收集并最终被探测器接收.与常规的Raman光谱测试相比,基于DAC装置的高压原位Raman光谱测试光路中多出了金刚石对顶砧,需要采用长焦物镜收集信号,并且随着实验压力的升高,样品的Raman信号强度降低,因此提高信噪比是获得较高质量高压原位Raman光谱的关键,而金刚石对顶砧的荧光本底是影响信噪比的关键因素.本文通过对20多颗金刚石对顶砧进行Raman光谱测试,对金刚石的Raman光谱信号(一级和二级)和非随机噪声进行了系统的评估,并结合高压原位Raman光谱测试的具体特点,探讨金刚石对顶砧荧光本底对测试结果的影响.……