ИССЛЕДОВАНИЕ МОРФОЛОГИИ ПОВЕРХНОСТИ И СТРУКТУРНЫХ СВОЙСТВ МИКРОПОРОШКОВ ДИОКСИДА ТИТАНА

Аннотация

Методами сканирующей электронной микроскопии и Рамановской спектроскопии исследованы морфология поверхности и структурные свойства микропорошков диоксида титана. Возбуждение спектров комбинационного рассеяния осуществлялось зеленой линией лазера на парах меди (λ = 510,6 нм), работающем в импульсно-периодическом режиме. Исследовались порошки, состоящие из плотноупакованных частиц сферической формы размерами 29-63 мкм. Регистрируемые спектры комбинационного рассеяния порошков диоксида титана характеризовались аномально большой интенсивностью, что связывалось с пленением возбуждающего излучения в минирезонаторах кюветах. Обнаружено, что в микропорошках диоксида титана в минирезонаторных кюветах (фотонных ловушках) наблюдается эффект «комбинационной опалесценции», приводящей к резкому (на 5-6 порядков) возрастанию интенсивности спектров комбинационного рассеяния в порошке. Установлено, что интенсивность рамановской линии оптических фононов при моде Eg1 (144 см−1) более чем в 1000 раз превышает интенсивность спектров комбинационного рассеяния микропорошков TiO2 , зарегистрированных при обычных условиях (в цилиндрической кювете с большим диаметром). Высокая эффективность преобразования возбуждающего излучения в сигнал спектра комбинационного рассеяния объясняется большим значением полного пути, который фотон возбуждающего излучения проходит в дисперсной среде, находящейся в фотонной ловушке. Разработанный оригинальный метод усиления слабых сигналов спектров комбинационного рассеяния на основе минирезонаторов (фотонных ловушек) открывает большие перспективы для регистрации слабых сигналов вторичного излучения порошков неорганических и органических веществ, а также для создания малогабаритных лазерных анализаторов химических соединений, необходимых для решения многих прикладных задач.