Raman spectroscopy as a powerful analytical tool: probing the structure of matter

Podeu consultar el llibre complet a: http://hdl.handle.net/2445/32166

A re-evaluation of Raman as a tool for the determination of 12C and 13C in geological fluid inclusions

Raman spectroscopy has been used by fluid inclusionists to: 1) identify and quantitatively determine the relative abundances of gaseous species within fluid inclusions; 2) identify solid phases precipitating from, or accidentally trapped, within fluid inclusions; and 3) determine the detection limits of the C-13/C-12 ratio in the CO2 bearing phase of fluid inclusions.

Raman analysis of multilayer automotive paints in forensic science: measurement variability and depth profile?

The aim of this work is to study the influence of several analytical parameters on the variability of Raman spectra of paint samples. In the present study, microtome thin section and direct (no preparation) analysis are considered as sample preparation. In order to evaluate their influence on the measures, an experimental design such as 'fractional full factorial' with seven factors (including the sampling process) is applied, for a total of 32 experiments representing 160 measures. Once the influence of sample preparation highlighted, a depth profile of a paint sample is carried out by changing the focusing plane in order to measure the colored layer under a clearcoat. This is undertaken in order to avoid sample preparation such a microtome sectioning. Finally, chemometric treatments such as principal component analysis are applied to the resulting spectra. The findings of this study indicate the importance of sample preparation, or more specifically, the surface roughness, on the variability of the measurements on a same sample. Moreover, the depth profile experiment highlights the influence of the refractive index of the upper layer (clearcoat) when measuring through a transparent layer.

Detection and chemical profiling of medicine counterfeits by Raman spectroscopy and chemometrics

Raman spectroscopy combined with chemometrics has recently become a widespread technique for the analysis of pharmaceutical solid forms. The application presented in this paper is the investigation of counterfeit medicines. This increasingly serious issue involves networks that are an integral part of industrialized organized crime. Efficient analytical tools are consequently required to fight against it. Quick and reliable authentication means are needed to allow the deployment of measures from the company and the authorities. For this purpose a method in two steps has been implemented here. The first step enables the identification of pharmaceutical tablets and capsules and the detection of their counterfeits. A nonlinear classification method, the Support Vector Machines (SVM), is computed together with a correlation with the database and the detection of Active Pharmaceutical Ingredient (API) peaks in the suspect product. If a counterfeit is detected, the second step allows its chemical profiling among former counterfeits in a forensic intelligence perspective. For this second step a classification based on Principal Component Analysis (PCA) and correlation distance measurements is applied to the Raman spectra of the counterfeits.

Quasi real-time Raman studies on the growth of Cu-In-S thin films

In this work annealing and growth of CuInS2 thin films is investigated with quasireal-time in situ Raman spectroscopy. During the annealing a shift of the Raman A1 mode towards lower wave numbers with increasing temperature is observed. A linear temperature dependence of the phonon branch of ¿2 cm¿1/100 K is evaluated. The investigation of the growth process (sulfurization of metallic precursors) with high surface sensitivity reveals the occurrence of phases which are not detected with bulk sensitive methods. This allows a detailed insight in the formation of the CuInS2 phases. Independent from stoichiometry and doping of the starting precursors the CuAu ordering of CuInS2 initially forms as the dominating ordering. The transformation of the CuAu ordering into the chalcopyrite one is, in contrast, strongly dependent on the precursor composition and requires high temperatures.

Diradicals acting through diamagnetic phenylene vinylene bridges: Raman spectroscopy as a probe to characterize spin delocalization

We present a complete Raman spectroscopic study in two structurally well-defined diradical species of different lengths incorporating oligo p-phenylene vinylene bridges between two polychlorinated triphenylmethyl radical units, a disposition that allows sizeable conjugation between the two radicals through and with the bridge. The spectroscopic data are interpreted and supported by quantum chemical calculations. We focus the attention on the Raman frequency changes, interpretable in terms of: (i) bridge length (conjugation length); (ii) bridge conformational structure; and (iii) electronic coupling between the terminal radical units with the bridge and through the bridge, which could delineate through-bond spin polarization, or spin delocalization. These items are addressed by using the"oligomer approach" in conjunction with pressure and temperature dependent Raman spectroscopic data. In summary, we have attempted to translate the well-known strategy to study the electron (charge) structure of π−conjugated molecules by Raman spectroscopy to the case of electron (spin) interactions via the spin delocalization mechanism.

Characterization of board impurities with a Raman device

Erilaisia epäpuhtauksia kulkeutuu paperinvalmistusprosessiin ja monenlaisia saostumia muodostuu paperinvalmistuksen prosesseissa. Epäpuhtaudet voivat aiheuttaa prosessiongelmia sekä alentaa tuotteen laatua. Epäpuhtauksien alkuperän ja koostumuksen selvittäminen edellyttää usein erilaisten analyysimenetelmien käyttöä. Epäpuhtauksien luokittelu on useasti välttämätöntä ennen tarkempaa kemiallista analyysia. Paperinvalmistuksen epäpuhtauksien kvalitatiiviseen luokitteluun on yleisimmin käytetty mikroskopian, IR-spektroskopian ja analyyttisen pyrolyysin menetelmiä. Raman spektroskopia on harvinaisempi menetelmä paperiteollisuuden tutkimuksessa. Raman instrumenttien kehittyminen on ollut voimakasta viimeisen vuosikymmenen aikana. Raman spektroskopia onkin osoittanut mandollisuutensa polymeerien, lääketeollisuuden ja polttoaineteollisuuden tutkimuksissa. Tässä työssä tutkittiin erään elintarvikepakkauskartongin epäpuhtauksia Raman spektroskoopilla. Työn tavoitteena oli selvittää Raman analyysin käyttökelpoisuutta kartongin epäpuhtauksien online-luokittelussa. Tutkimukset suoritettiin Spectracoden RP-1 Raman instrumentilla. Tutkimukset osoittivat, että näytteen fluoresenssi ja näytteen hajoaminen asettavat rajoituksia epäpuhtauksien Raman analyysille. Epäpuhtauksien online-tunnistaminen toimii käytettäessä suuria lasertehoja ja säteilytysaikoja. Näytteiden laserherkkyys ja fluoresenssi rajoittavat kuitenkin suurien laiteparametrien käyttöä. Laiteparametrien pienentäminen johti mittauksien signaali-kohina suhteen alenemiseen, mikä puolestaan aiheutti online-tunnistuksen toimimattomuuden.

Development of Raman microscopy methods for polymer coatings of polyfilms

Työn tavoitteena oli tutkia Raman-spektrometrin soveltuvuutta muovipäällystettyjen kartonkien syvyyssuuntaisiin mittauksiin. Lisäksi pyrittiin selvittämään voidaanko kiteisyyttä nähdä Raman-laitteistolla. Työn kirjallisessa osassa on selvitetty Raman-laitteiston teknisiä ominaisuuksia. Kokeellinen osa suoritettiin Lappeenrannan teknillisessä yliopistossa Membraanitekniikan ja teknillisen polymeerikemian laboratoriossa. Työssä käytettiin Horiban Jobin Yvon¿in valmistamaa konfokaalista Raman-spektrometri-laitteistoa (LabRam). Syvyyssuuntaisissa mittauksissa käytettiin apuna motorisoitua x-, y- ja z-suuntaan liikkuvaa tasoa. Mittaukset suoritettiin pistemäisesti tietyllä askelvälillä fokusoimalla näytteen pinnasta sisällepäin. Syvyysprofilointimittaukset aloitettiinmäärittelemällä laitteiston syvyysresoluutio eri konfokaalireikäkoolla. Lisäksityössä tehtiin syvyysprofilointimittauksia sekä läpinäkyvillä monikerrosmuoveilla että muovipäällystetyillä kartongeilla. Työssä mitatut muovipäällysteet sisälsivät pääasiassa polyeteeniä. Tulokset osoittivat, että Raman laitteistolla voidaan havainnoida Raman-aktiiviset ryhmät näytteen eri kerroksista. Lisäksi polyeteenin kiteisyysaste voidaan havaita tietyillä aallonpituuksilla.

In-line Monitoring of Precipitation Process using Raman Spectroscopy and ATR-FTIR

Polymorfian jatkuva seuranta saostuksessa on hyödyllistä suunnittelun ja kidetuotteen ominaisuuksien sekä kiteytystä seuraavan jatkoprosessoinnin kannalta. Tässä diplomityössä on tutkittu L-glutamiinihapon kahden (- ja ß) polymorfimuodon liukoisuuden riippuvuutta pH:sta ja lämpötilasta.Tulokseksi saatiin, että kummankin polymorfin liukoisuus kasvoi sekä pH:ta ettälämpötilaa kasvatettaessa. ¿¿muodon liukoisuus oli korkeampi kuin ß-muodon liukoisuus valituilla pH-arvoilla eri lämpötiloissa. Lisäksi seurattiin puolipanostoimisen saostuksen aikana 1-litraisella laboratoriokiteyttimellä muodostuvan kiteisen polymorfiseoksen koostumusta hyödyntäen in-line Raman-spektroskopiaa. Myös liuoksen pH-muutosta seurattiin sekä liuoksen koostumusta ATR FTIR-spektroskopian (Attenuated Total Reflection Fourier Transform Infrared Spectrometer) avulla. Tutkittavina muuttujina olivat mm. sekoitusintensiteetti, sekoitintyyppi, reaktanttien (natriumglutamaatti ja rikkihappo) konsentraatiot sekä syötetyn rikkihapon syöttökohta kiteyttimessä. Työhön sisältyi 36 koetta ja osa kokeista toistettiin tulosten oikeellisuuden tarkistamiseksi. Inline-mittaustulosten verifioimiseksi kidenäytteet analysoitiin myös käyttämällä konfokaali Raman-mikroskooppia. Kidemorfologiaa tutkittiin SEM-kuvien (Scanning Eletronic Microscope) avulla. Työ osoitti, että Raman-spektroskopia on joustava ja luotettava menetelmä saostusprosessin jatkuvaan seurantaan L-glutamiinihapolla. Alhaiset lähtöainepitoisuudet tuottivat pääasiassa ¿¿muotoa, kun taas alhainen sekoitusteho edisti ß-muodon muodostumista. Syöttökohta vaikutti merkittävästi polymorfiaan. Kun rikkihapon syöttökohta oli epäideaalisesti sekoitetulla vyöhykkeellä, nousi ylikylläisyystaso korkeaksi ja päätuote oli tällöin ß-muotoa. 6-lapainen vinolapaturbiini (nousukulma 45o) ja 6-lapainen levyturbiini eivät merkittävästi poikenneet toisistaan muodostuvien polymorfien osalta.

Raman spectroscopy and microspectroscopy of reactive dyes on cotton fibres: analysis and detection limits

A collaborative study on Raman spectroscopy and microspectrophotometry (MSP) was carried out by members of the ENFSI (European Network of Forensic Science Institutes) European Fibres Group (EFG) on different dyed cotton fabrics. The detection limits of the two methods were tested on two cotton sets with a dye concentration ranging from 0.5 to 0.005% (w/w). This survey shows that it is possible to detect the presence of dye in fibres with concentrations below that detectable by the traditional methods of light microscopy and microspectrophotometry (MSP). The MSP detection limit for the dyes used in this study was found to be a concentration of 0.5% (w/w). At this concentration, the fibres appear colourless with light microscopy. Raman spectroscopy clearly shows a higher potential to detect concentrations of dyes as low as 0.05% for the yellow dye RY145 and 0.005% for the blue dye RB221. This detection limit was found to depend both on the chemical composition of the dye itself and on the analytical conditions, particularly the laser wavelength. Furthermore, analysis of binary mixtures of dyes showed that while the minor dye was detected at 1.5% (w/w) (30% of the total dye concentration) using microspectrophotometry, it was detected at a level as low as 0.05% (w/w) (10% of the total dye concentration) using Raman spectroscopy. This work also highlights the importance of a flexible Raman instrument equipped with several lasers at different wavelengths for the analysis of dyed fibres. The operator and the set up of the analytical conditions are also of prime importance in order to obtain high quality spectra. Changing the laser wavelength is important to detect different dyes in a mixture.

Identiteetti ja luopuminen perheyrityksen sukupolvenvaihdoksessa

Tutkimus on perheyrittäjyystutkimusta, se käsittelee perheyrityksessä tapahtunutta sukupolvenvaihdosta sekä siihen liittyvää luopumisen prosessia. Poikkitieteellisenä lähestymistapana käytetään sosiologisia ja psykologisia katsantokantoja identiteetin rakentumisesta ja sen muuttumisesta. Luopumiskäsitettä lähestytään perheyrittäjän identiteetin rakentumisen ja muuttumisen kautta. Tutkimus etsii vastausta neljään kysymykseen: 1. Millainen on perheyrittäjän identiteetti? 2. Miten perheyrityksen sukupolvenvaihdos vaikuttaa identiteettiin? 3. Mitä luopuminen tarkoittaa sukupolvenvaihdoksessa? 4. Mitä sukupolvenvaihdoksessa todellisuudessa tapahtuu? Tutkimuksessa paneudutaan luopujan ja jatkajan näkökulmiin, joita tarkastellaan elämänkertatarinoiden avulla. Tutkimuksen aineisto koostuu viidestä yrityksestä, joissa jollakin tasolla on sukupolvenvaihdos toteutettu. Tutkimuksessa on haastateltu kolmeatoista henkilöä. Tutkimuksen perusteella voidaan todeta, että perheyrittäjän identiteetti on hyvin kompleksinen ja vaikeasti lähestyttävä asia. Perheyrittäjän persoona on vahva ja perhe sekä yritys vaikuttavat oleellisesti sen muotoutumiseen. Individuaalisuus jää usein familistisen näkemyksen jalkoihin. Sukupolvenvaihdos vaikutti sekä luopujan että jatkajan identiteettiin ratkaisevasti. Luopujat kohtasivat kriisin miettiessään yrityksensä tulevaisuutta ja moni jatkaja puolestaan muutti elämäänsä radikaalisti siirtyessään perheyrityksen jatkajaksi. Työstä luopuminen osoittautui tutkimuksessa kriittisimmäksi tekijäksi, etenkin luopujien näkökulmasta katsottuna. Jatkajille se merkitsi oman jo mahdollisen muun uran ja työpaikan vaihtumista perheyritykseen. Luopujille se teoriassa tarkoitti eläkkeelle siirtymistä. Tutkituissa yrityksissä kukaan luopujista ei kuitenkaan ole lopettanut työn tekoa. He ovat jokapäiväinen näky yrityksessä ja enemmän tai vähemmän aktiivisesti mukana yrityksen toiminnoissa. Tämä aiheuttaa sukupolvien yhteentörmäystä ja konflikteja, tämä seikka vie paljon energiaa yrityksessä tehtävältä työltä. Työ on yrittäjälle erittäin vahva ja merkitsevä identiteetin perusta, jonka muuttaminen tai siitä luopuminen on vaikeaa.

Bassossa Erik Lindström

Opinnäytetyössäni tavoitteena on saada tietoa Erik Lindströmistä basistina, sekä selvittää, mitkä tekijät ovat vaikuttaneet hänen menestyksekkääseen basistin uraansa. Esitän hypoteesina, että ominaisuudet, joita freelancebasistilta edellytetään, ovat varsin samanlaisia nykyään, kuin Lindströmin uran alkuvaiheilla 1940-luvulla. Opinnäytetyötäni varten olen haastatellut Lindströmiä ja kirjoittanut hänen bassonsoittourastaan musiikkiharrastuksen alusta alkaen. Haastattelu on liitteenä CD-muodossa työn takakannessa ja sen kesto on 60 minuuttia. Erik Lindström syntyi Helsingissä 29.5.1922. Hänen isänsä oli aktiivinen amatöörimuusikko, jonka kanssa Erik oli jo 10-vuotiaana ensimmäisellä tanssikeikalla. Ensimmäinen soitin oli viulu, jota hän soitti korvakuulolta. Erik tutustui myöhemmin jazzia harrastaviin ikätovereihinsa Cotton Clubilla. Tästä porukasta alkoi muodostua yhtyeitä, joissa Lindström soitti bassoa. Hän tutki amerikkalaisten esikuviensa soittoa ja opiskeli klassista kontrabasson soittoa kolme vuotta. Luvussa bassonsoiton opiskelu käsitellään jazzinnostusta ja esikuvien vaikutusta, sekä Lindströmin tärkeänä pitämiä asioita, kuten soundia, timea ja yhtyesoittoa. Lisäksi pohditaan korvakuulosoittoa ja nuotinlukua. Lindströmistä kehittyi nopeasti yksi Helsingin kysytyimpiä basisteja. Valittuaan ammattimuusikon uran hän asennoitui kunnianhimoisesti työhönsä ja kehitti itseään niin teoreettisesti kuin taidollisestikin. Hän työskenteli ahkerasti studioissa soittaen erilaisissa tuotannoissa. Ammattilaisura-osassa käsiteltäviä asioita ovat asenne, instrumentit, keikat ja uran kohokohdat. Lopuksi Lindström antaa ohjeita nuoremmille soittajille. Tämän tutkimuksen valossa freelancebasistilta vaadittavat ominaisuudet eivät ole juuri muuttuneet Erik Lindströmin uran alkuajoista. Lindström pitää tärkeänä hypoteesissa mainitsemiani ominaisuuksia: soundia, taimia, musiikin omaksumistaitoja sekä täsmällisyyttä ja luotettavuutta niin musiikillisissa kuin käytännön asioissakin.

Caracterizacion por difraccion de rayos-X, analisis termico y espectroscopia Raman de los cristales mixtos Li(NH4)(1-x)KxSO4

En este trabajo se estudia la preparació n y caracterizació n de las fases de los cristales mixtos de f órmula Li(NH4)1-xKxSO4. La caracterizacói n se ha efectuado por aná lisis té rmico con DSC y ATD, difracci ón de rayos-X sobre polvo cristalino con temperatura variable, difracci n de rayos-X sobre muestra monocristalina a temperatura variable a fin de determina su estructura cristalina y por espectroscop"a Raman a temperatura variable. Se han obtenido dos tipos de fases. Una soluci n s lida con 0.94 < x < 1 que presenta los mismos tipos estructurales que el LiKSO4, pero seg n el m todo de cristalizaci n pueden aparecer nuevas fases que no presenta el LiKSO4. El segundo tipo de compuesto tiene por f rmula Li(NH4)0.53K0.47SO4, el cual presenta una estructura hexagonal con par metro a » 3 aLiKSO4. Este compuesto tiene por encima de la temperatura ambiente una sola transici n a 463K.

Uma Demonstração Sobre o Espalhamento Inelástico de Luz: Repetindo o Experimento de Raman

An adaptation of the Raman experiment is presented as a very convenient, simple and easily made demonstration about inelastic light scattering. The procedure involves an overhead projector, a rectangular and transparent cell, complementary filters and solvent. Alternatively a spectrofluorimeter can he used to evaluate how weak Raman scattering is.