Polarized micro-Raman studies at 180 and 90 degrees geometries

Durante gli ultimi decenni, la micro-spettroscopia Raman è diventata uno strumento, molto popolare e non distruttivo, per lo studio della struttura e della composizione, su scala micrometrica, di una grande varietà di composti sia organici che inorganici. Nel frattempo, è anche emersa come una tecnica molto affidabile per studi di dinamica vibrazionale di solidi cristallini, poiché può sfruttare adeguatamente sia differenti geometrie di diffusione che diverse configurazioni della polarizzazione della luce incidente e diffusa. Attraverso questa tesi, viene dimostrata l'utilità e la completezza delle micro-spettroscopia Raman in polarizzazione per lo studio di una serie di cristalli singoli anisotropi. Per ottenere questi risultati, sono stati da noi adottati alcuni miglioramenti nel metodo di misurazione, rispetto alla configurazione di retro-diffusione tradizionalmente usata. In realtà, questa implementazione sperimentale consiste nella combinazione di un micro-manipolatore assemblato in laboratorio con uno spettrometro micro-Raman confocale usati per misure in geometria di diffusione a 90 gradi. I risultati sperimentali, ottenuti per mezzo dell’installazione di questo innovativo apparato micro-Raman, ha permesso di colmare numerose lacune e di eliminare alcune ambiguità presenti nella letteratura scientifica internazionale, risultando al tempo stesso altamente affidabili, riproducibili, e, in breve, definitivi. In particolare, usando questo approccio è stato possibile selezionare e assegnare di volta in volta correttamente i modi di simmetria Raman attivi di un insieme di composti cristallini con struttura di tipo-zircone mai riportati prima.

During the last decades, micro-Raman spectroscopy became a very popular, non destructive, tool for the structural and compositional characterization, at the micrometric scale, of a large variety of both organic and inorganic compounds. In the meantime, it has also emerged as a very reliable technique for vibrational dynamics studies of crystalline solids, since it can suitably exploits both different scattering geometries and different polarization configurations of the incident and scattered light. Through this thesis, we will show the usefulness and completeness of the polarized Raman micro-spectroscopy in the study of a set of anisotropic, single crystals. To obtain these results, some improvements in the measurement approach have been adopted by us, with the respect to the traditional backscattering configuration. In fact, this experimental implementation consists of the combination of a home-assembled micro-manipulator with a confocal micro-Raman spectrometer within the 90 degrees scattering geometry. The experimental results, achieved by means of this innovative micro-Raman setup allowed to remove some ambiguities and gaps in the international scientific literature, establishing themselves as highly reliable, reproducible, and, in brief, definitive. In particular, using this approach we were able to selected in turn and properly assign in symmetry Raman active modes of a set of crystalline compounds with zircon structure never reported before.