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(7/11/1888 - 21/11/1970)
Nationalité: indien.
Prix Nobel de physique en 1930 pour la découverte de l'effet Raman.
Le principe de la spectroscopie Raman est relativement simple. Il consiste à envoyer une lumière monochromatique (une seule couleur et pas un mélange) sur l'échantillon à étudier et à analyser la lumière diffusée. Le processus mis en jeu est le suivant: les photons incidents sont détruits et leur énergie sert à créer des photons diffusés et à créer (processus Stokes) ou détruire (processus anti-Stokes) des vibrations dans l'échantillon étudié. Ceci peut être shématisé de la façon suivante (processus Stokes):
Deux types de règles régissent ce processus: la conservation de l'énergie qui est représentée sur le dessin précédent et aussi des règles de symétrie qui dépendent du matériau étudié.
D'un point de vue pratique, pour réaliser une expérience de diffusion Raman, il faut focaliser de la lumière (en général un laser) sur l'échantillon à étudier à l'aide d'une lentille. Ensuite la lumière diffusée est recueillie à l'aide d'une autre lentille et est envoyée dans un monochromateur, puis son intensité est mesurée à l'aide d'un photo-multiplicateur. La lumière diffusée est plutôt détectée dans une direction autre que celle de la lumière réfléchie par l'échantillon, sauf dans les montages sous microscope.
Ça ressemble à ça:
L'échelle utilisée en abscisse est une échelle en énergie dont le zéro est déplacé à l'énergie des photons incidents et inversée afin que les énergies correspondant à des processus Stokes soit positives. En effet, la diffusion Stokes est plus intense que la diffusion anti-Stokes (sauf exceptionellement en cas de processus résonants) et elle est donc beaucoup plus utilisée.
Dans la figure précédente, seule une vibration est observée, mais dans la réalité, on peu aussi bien en observer une dizaine qu'aucune. De plus, l'intensité des raies Raman est beaucoup plus faible que celle du laser dans le cas de la diffusion spontanée. Dans le cas de matériaux désordonnés (des verres par exemple) on observe des bandes larges à la place des raies.
Une des utilisation principale est la caractérisation de la composition chimique d'un matériau. En effet, les énergies de vibration sont caractéristiques non seulement du matériau, mais aussi de la structure cristalline dans le cas des solides, ... C'est pourquoi cette technique est utilisée dans des domaines aussi variés que la chimie, la bijouterie, l'étude du vin, ...
Dans le cas des solides, l'application de contraintes modifie un peu la position des raies Raman ce qui permet parfois de mesurer la valeur des contraintes.
Un des domaine de recherche qui a beaucoup profité du potentiel de la spectroscopie Raman est la physique du solide. En particuler, l'étude des phénomènes de résonance qui apparaissent lorsque l'énergie des photons incident coïncide avec une énergie de transitions électroniques est un outil puissant pour l'investigation des propriétés électroniques des matériaux.