拉曼結晶學(Raman Crystallography)
在材料科學研究中，XRD經常用來做為材料相鑑定及結晶結構解析之工具。然而，基於X光散射之分析方法有以下限制。 第一，X光分析方法很大程度上，取決於材料中各元素對X光之散射強度，以鉍基氧化物為例，鉍周期表上不具有放射性之最高原子量元素，因此其擁有最高之X光散射強度，在鉍基氧化物之X光繞射圖譜中，因為鉍具有最高之X光散射強度，因此其X光繞射圖譜只能呈現結構中Bi之對稱性，而無法呈現O之對稱性。 另一方面，Raman光譜可做為鉍基材料結構鑑定之互補工具，然而這個方法目前仍有許多問題有待解決。在X光結晶學中，只要給定特定材料之結晶結構，即可以使用Fourier轉換，得到該結晶結構之理論X光繞射圖譜。因此可以使用迭代或是擬合的方式，快速回歸求得符合實際情況的晶體結構。 然而在Raman 光譜之研究中，目前仍然依賴群論分析、DFPT理論等工具，進行特定結晶結構之理論Raman光譜計算，基於DFPT理論之計算時間，受限於目前計算速度之限制，耗時非常之久，因此尚難以快速迭代之方式，針對特定Raman光譜逆向求得其材料之結晶結構。 不過我的問題是，有可能加速Raman光譜的運算速度嗎?或是以某種方式加速從Raman光譜回推晶體結構的速度? 畢竟在X光結晶學中，也是採用搜尋、匹配、精算的方式，才能快速地找到合適的晶體結構。 而晶體結構的拉曼光譜，也同樣是與晶體結構的對稱性、晶格參數、原子種類，等等參數有關，有可能研發一個以Raman光譜為起點，逆向找出結晶結構的軟體嗎? 首先來看看在XRD結晶學中的基本工具，第一個是Jade，這個軟體基本上是用來比對XRD圖譜的，使用者在軟體中滙入一個實驗的XRD圖譜，再來利用自動搜尋或是手動搜尋的方式，找到可以對應實驗XRD圖譜的JCPDS卡。在這個過程中可以先對實驗數據做一些精簡(Reduction)，例如消除背景訊號，建立基線(baseline)等動作。如果選擇使用自動搜尋功能的話，就要先找到XRD圖譜中的峰的位置，所以需要自動尋峰及擬合的功能。最後則是在資料庫中尋找最符合圖譜特徵的JCPDS卡。 在Raman結晶學中，最大的問題是，目前還沒有像是JCPDS卡的資料庫，也沒有實驗數據資料庫，因此如果真的要開發這個程式的話，必需先創造一個像是JCPDS卡的格式，並且做一個資料庫來裝這些資料。並且資料來源也是一個問題，因為一開始可能沒有辦法...
