第1章 石墨的拉曼光谱学 1
1.1 引言 1
1.2 对称性和选择规则 2
1.3 石墨的拉曼光谱 4
1.4 双共振拉曼散射 6
1.4.1 线性能带情况 6
1.4.2 石墨 8
1.4.3 选择规则 10
1.4.4 二阶拉曼光谱 12
1.4.5 anti-Stokes拉曼散射 12
1.5 双共振拉曼散射测量得到声子色散曲线 13
1.6 结论 15
参考文献 16
第2章 非平面石墨的拉曼散射——弧形边，多面体晶体，晶须和石墨锥 18
2.1 引言 18
2.2 天然石墨晶体边平面的拉曼散射 19
2.3 单根石墨晶须的拉曼光谱 24
2.4 管状石墨锥的拉曼散射 30
2.5 石墨多面体晶体的拉曼散射 31
2.6 天然石墨圆锥体的拉曼散射 34
2.7 结论 36
附：实验的细节 37
参考文献 37
第3章 拉曼光谱测定碳纳米管的物理性质 40
3.1 引言 40
3.2 单壁碳纳米管的物理性质 41
3.2.1 单壁碳纳米管的单胞 42
3.2.2 单壁碳纳米管的倒易空间 42
3.2.3 光学跃迁的电子结构和选择规则 44
3.2.4 单壁碳纳米管的声子结构 45
3.3 一阶单共振拉曼光谱 47
3.3.1 选择定则 47
3.3.2 呼吸模 48
3.3.3 拉曼G模 51
3.3.4 偏振分析 53
3.4 双共振拉曼谱 54
3.4.1 组合模 55
3.4.2 无序诱导的光谱特征 57
3.5 其他碳纳米管系统的拉曼光谱 59
3.6 利用单壁碳纳米管认识石墨 60
3.7 小结 61
参考文献 61
第4章 碳纳米管的共振拉曼光谱 64
4.1 引言 64
4.2 一阶拉曼散射中的共振 65
4.3 高阶共振拉曼散射 68
4.4 碳纳米管的双共振过程 70
4.4.1 能量移动和缺陷散射机制 71
4.4.2 拉曼线型 72
4.4.3 拉曼强度 73
4.4.4 Stokes和anti-Stokes拉曼谱 74
4.4.5 碳纳米管两光学声子的色散 75
4.4.6 与双共振相关的电子色散 76
4.5 “金属的”光谱与“半导体的”光谱比较 77
4.6 D模 79
4.7 呼吸模 81
4.8 结论 82
参考文献 82
第5章 单壁碳纳米管的表面增强拉曼散射 86
5.1 引言 86
5.2 局域光场被剧烈增强时单壁碳纳米管的表面增强拉曼散射，单壁碳纳米管中表面增强拉曼散射效应的“电磁场”贡献 88
5.3 碳纳米管和金属载体之间的特殊界面过程：单壁碳纳米管表面增强拉曼散射效应的“化学”贡献 92
5.4 结论 95
参考文献 96
第6章 富勒烯和富勒烯／碳纳米管复合物的拉曼光谱 99
6.1 引言 99
6.2 富勒烯 101
6.2.1 巴基球C60 101
6.2.2 高阶富勒烯 109
6.2.3 内含式富勒烯的拉曼光谱 110
6.3 单壁碳纳米管 112
6.3.1 呼吸振动模式 112
6.3.2 直径分布确定 113
6.3.3 掺杂单壁碳纳米管 115
6.4 C60豆荚状结构 116
6.4.1 C60豆荚状结构拉曼光谱 116
6.4.2 C60含量 120
6.4.3 掺杂C60豆荚结构 120
6.5 小结 123
参考文献 124
第7章 碳纳米管基复合材料拉曼光谱 128
7.1 碳纳米管：发现、结构和应用 128
7.2 碳纳米管复合材料及其性质 128
7.3 碳纳米管的拉曼光谱 129
7.3.1 碳纳米管的拉曼光谱 130
7.3.2 由拉曼光谱确定碳纳米管的存在和状态 130
7.4 碳纳米管复合材料的拉曼光谱 132
7.4.1 聚合物中碳纳米管取向 132
7.4.2 碳纳米管／聚合物的相互作用 132
7.4.3 碳纳米管对应力与应变的灵敏度 133
7.4.4 不连续部位的应力分布 137
7.4.5 纤维-聚合物复合材料模型中对应力成像的偏振拉曼光谱 138
7.5 小结 140
参考文献 140
第8章 共轭分子和材料的拉曼光谱：一维和二维限制效应 144
8.1 引言 144
8.2 低聚烯和聚乙炔的实验拉曼光谱 147
8.3 低聚烯和聚乙炔的振动力场：有效共轭配位理论 151
8.4 超越有效共轭配位理论 156
8.5 多烯的第一原理计算 157
8.6 多环芳香烃和石墨的拉曼光谱 161
8.7 无序石墨材料拉曼信号的模型 168
8.8 结论 169
参考文献 170
第9章 碳氢化合物的紫外拉曼光谱 173
9.1 引言 173
9.2 实验 174
9.3 结果与讨论 176
9.3.1 碳氢化合物紫外拉曼光谱图库 176
9.3.2 波长相关性 181
9.3.3 紫外拉曼光谱状态相关性 183
9.4 结论 185
参考文献 185
第10章 无定形、纳米结构、类金刚石碳材料以及纳米金刚石的拉曼光谱 187
10.1 引言 187
10.2 碳膜分类 187
10.3 石墨D和G峰及Kohn反常 190
10.4 无氮碳的拉曼光谱 193
10.4.1 可见光拉曼光谱 193
10.4.2 多波长拉曼光谱 198
10.4.3 T峰和sp3含量 203
10.4.4 从头算法计算共振拉曼光谱 204
10.5 氮化碳的拉曼光谱 206
10.6 使用紫外拉曼光谱表征异种原子 212
10.7 纳米金刚石的拉曼光谱 213
10.8 结论 218
参考文献 218
第11章 石墨、金刚石及类金刚石碳、富勒烯和碳纳米管的低频拉曼光谱和布里渊光谱 221
11.1 分子、晶体和纳米结构的振动动力学和非弹性光学散射 221
11.1.1 分子和晶体的振动激发和非弹性散射 221
11.1.2 纳米结构的振动激发和非弹性散射 222
11.2 声学波和布里渊散射 223
11.2.1 声学波及其声子 224
11.2.2 非弹性光散射 227
11.3 碳材料中的应用 230
11.3.1 石墨 230
11.3.2 金刚石 230
11.3.3 类金刚石碳 231
11.3.4 纳米结构无定形碳 234
11.3.5 富勒烯和C60晶体 235
11.3.6 碳纳米管 235
11.4 结论 238
参考文献 238
第12章 金刚石和掺杂金刚石的拉曼光谱 243
12.1 绪言 243
12.1.1 引言 243
12.1.2 单晶金刚石和金刚石薄膜拉曼光谱 244
12.1.3 波长依赖效应：紫外激发 246
12.1.4 金刚石和金刚石薄膜的表面增强拉曼光谱 249
12.2 拉曼光谱在金刚石科学中的应用 252
12.2.1 测量气相化学沉积金刚石中组分纯度和结晶完整性 252
12.2.2 应力与压力相关性 253
12.2.3 有限晶畴的声子限制效应 256
12.2.4 非接触温度测量 257
12.2.5 检测缺陷和退火 259
12.2.6 掺杂 261
12.3 结论 265
参考文献 265