中国科学院近代物理研究所材料中心辐照效应研究组科研人员依托兰州重离子研究装置（HIRFL）对材料进行辐照，利用拉曼光谱仪研究了荷能重离子辐照高定向热解石墨（HOPG）时的石墨再结晶过程，突破了传统的拉曼光谱测量范围，首次获得荷能重离子引起石墨再结晶的拉曼光谱证据。
科研人员依托HIRFL提供的快重离子112Sn对高定向热解石墨进行了辐照，并利用公共技术服务中心的显微共聚焦拉曼光谱仪进行表征。以往人们在拉曼光谱实验中对碳材料采取的常规表征波数范围是1000-2000 cm-1，科研人员对长期被忽视的800-900 cm-1低波数段拉曼光谱进行了重点研究，观察到了位于865 cm-1的拉曼峰。通过改变激发光波长，得到该峰的激发光能量依赖关系为~3cm-1/eV。经对比分析，该峰行为与原始石墨样品侧面得到的“平面外”振动模式B2g峰完全一致，确定该峰为B2g峰。通过进一步改变入射光偏振方向后该峰强度基本保持不变，分析认为其原因是重离子辐照形成了随机取向的再结晶石墨晶粒，正是这种随机取向的再结晶石墨晶粒导致了原本不该在石墨（0001）面出现的“平面外”振动模式B2g峰被拉曼光谱捕捉到，而且其峰强应与入射光的偏振方向无关。透射电镜的观测结果证实了我们对于拉曼光谱分析结果的推论。
研究成果发表在工程技术类一区杂志Carbon, 101(2016)22上。
文章链接：http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0008622316300641
上述工作得到国家自然科学基金的资助。
图1 利用三种激发波长得到的Sn离子辐照后石墨（0001）面的拉曼光谱
图2 （a）Sn离子辐照后石墨拉曼光谱随辐照注量的变化；（b）在石墨（0001）面内改变入射光偏振方向时的拉曼光谱。
（兰州重离子研究装置朱全伶提供）
