TERS与IR-SSNOM结合用于光谱分析的方法与流程

本发明涉及光谱分析，具体为ters与ir-ssnom结合用于光谱分析的方法。

背景技术：

1、针尖增强拉曼散射(tip-enhanced raman scattering,ters)和红外扫描近场光学显微镜(infrared scattering-type scanning near-field optical microscopy,ir-ssnom)是当前纳米级材料光谱分析的重要技术。

2、针尖增强拉曼散射(ters)：该技术利用金属针尖在激光照射下产生的局部增强电磁场，大幅度提升拉曼散射信号的强度，从而能够检测纳米级区域的化学成分和结构。ters的典型应用包括单层石墨烯、碳纳米管和其他纳米材料的光谱分析。

3、红外扫描近场光学显微镜(ir-ssnom)：该技术将红外光谱与扫描探针显微技术结合，通过探针在样品表面进行近场扫描，获取高空间分辨率的红外光谱信息。ir-ssnom广泛应用于分析样品的化学成分和分子振动模式。

4、但是ters技术在检测某些样品时，拉曼散射信号可能被较高的背景噪声所淹没，导致信噪比降低，而且ters技术主要集中在检测拉曼活性的分子，对于非拉曼活性的化学成分，无法提供有效的检测信息，尽管ir-ssnom能够提供高空间分辨率的红外光谱，但其信号强度较弱，影响灵敏度，而且ir-ssnom仅能提供红外光谱信息，无法全面表征样品的化学成分和结构，从而导致在检测某些纳米材料时，单独使用任何一种技术都可能存在一定的局限性。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供ters与ir-ssnom结合用于光谱分析的方法。

2、为了实现上述目的，本发明是技术方案如下：

3、ters与ir-ssnom结合用于光谱分析的方法，包括提供ters所需激光的激光光源系统、提供ir-ssnom所需红外激光的红外激光光源系统、扫描探针、样品台、光谱仪以及数据处理系统，具体包括以下步骤：

4、s1、设备初始化和样品准备，将待测样品放置在所述样品台上，调整所述样品台的位置，使得所述扫描探针靠近样品表面；

5、s2、ters模式，激活所述激光光源系统，将激光聚焦在所述扫描探针的尖端，针尖在激光照射下产生局部增强的电磁场，显著提升拉曼散射信号，所述光谱仪收集增强的拉曼散射信号，并通过所述数据处理系统进行分析，获取样品的拉曼光谱信息；

6、s3、ir-ssnom模式，切换到所述红外激光光源系统，将红外光聚焦在所述扫描探针上，所述扫描探针在样品表面进行近场扫描，获取样品的红外光谱信息，所述光谱仪收集红外光谱信号，并通过所述数据处理系统进行分析，获取样品的红外光谱信息；

7、s4、数据综合分析，所述数据处理系统对ters和ir-ssnom的光谱数据进行综合分析，提供样品的全面化学成分和结构信息。

8、优选的，所述扫描探针设置为金属探针、电导探针或多功能探针。

9、优选的，所述扫描探针的扫描方式设置为顺序扫描或随机扫描。

10、优选的，所述激光光源系统以及红外激光光源系统的激光光源波长可调。

11、优选的，所述光谱仪采用模块化设计的模块化光谱仪系统或便携式光谱仪系统。

12、优选的，所述数据处理系统设置为云计算数据处理或人工智能分析系统。

13、优选的，所述样品表面引入化学增强剂。

14、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

15、1、本发明通过集成ters和ir-ssnom技术，能够提供比单独使用任一技术更高的灵敏度和空间分辨率，实现对纳米材料的精细表征；

16、2、本发明能够在同一位置进行多模态光谱检测，不仅可以获取样品的拉曼光谱信息，还能提供高空间分辨率的红外光谱信息，增强对样品的全面分析能力；

17、3、本发明通过集成的软件系统能够对ters和ir-ssnom的数据进行综合分析，提供更加全面的化学和结构信息，提升对样品的理解和研究深度

18、4、本发明通过将ters和ir-ssnom技术结合，有效提升了信噪比，减少了背景噪声的干扰，提高了检测精度。

技术特征：

1.ters与ir-ssnom结合用于光谱分析的方法，其特征在于：包括提供ters所需激光的激光光源系统、提供ir-ssnom所需红外激光的红外激光光源系统、扫描探针、样品台、光谱仪以及数据处理系统，具体包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的ters与ir-ssnom结合用于光谱分析的方法，其特征在于：所述扫描探针设置为金属探针、电导探针或多功能探针。

3.根据权利要求2所述的ters与ir-ssnom结合用于光谱分析的方法，其特征在于：所述扫描探针的扫描方式设置为顺序扫描或随机扫描。

4.根据权利要求3所述的ters与ir-ssnom结合用于光谱分析的方法，其特征在于：所述激光光源系统以及红外激光光源系统的激光光源波长可调。

5.根据权利要求4任意一项所述的ters与ir-ssnom结合用于光谱分析的方法，其特征在于：所述光谱仪采用模块化设计的模块化光谱仪系统或便携式光谱仪系统。

6.根据权利要求5任意一项所述的ters与ir-ssnom结合用于光谱分析的方法，其特征在于：所述数据处理系统设置为云计算数据处理或人工智能分析系统。

7.根据权利要求6任意一项所述的ters与ir-ssnom结合用于光谱分析的方法，其特征在于：所述样品表面引入化学增强剂。

技术总结本发明是通过如下的技术方案来实现：TERS与IR‑SSNOM结合用于光谱分析的方法，包括提供TERS所需激光的激光光源系统、提供IR‑SSNOM所需红外激光的红外激光光源系统、扫描探针、用于放置和定位待测样品的样品台、用于检测和分析TERS和IR‑SSNOM信号的光谱仪以及数据处理系统，扫描探针的针尖用于TERS检测，红外探针用于IR‑SSNOM检测。本发明优点在于，集成的扫描探针系统能够在同一探针上实现TERS和IR‑SSNOM的检测模式切换，从而解决了现有技术中需要分别使用不同探针进行两种检测的问题，提高了检测效率和数据一致性，同时通过结合TERS的高灵敏度和IR‑SSNOM的高空间分辨率，设备能够提供纳米级的高精度光谱分析，从而有效提升了检测精度和信噪比，适用于更广泛的纳米材料分析应用。技术研发人员：朱子龙,严俊杰,王伟受保护的技术使用者：艾博纳微纳米科技（江苏）有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/12/2