顕微ラマン分光分析による結晶形の評価

二酸化チタン（TiO₂）の結晶構造には、ルチル型（正方晶）・アナターゼ型（正方晶）・ブルッカイト型（斜方晶）の3種類がある。このうち、ルチル型は顔料として、アナターゼ型は光触媒として、広く用いられている。

ルチル型とアナターゼ型のラマンスペクトルを、図に示す。同じ二酸化チタンでも、ルチル型とアナターゼ型で、異なるラマンスペクトルが得られている。このように、顕微ラマン分光分析を用いると、化合物の結晶構造の違いを調べることができる。

結晶性試料の構造について調べる代表的な分析法に、Ｘ線回折法がある。Ｘ線回折法を用いると、試料の同定をすることはもちろん、結晶子のサイズといった詳細な情報を得ることもできる。

Ｘ線回折法に比べて顕微ラマン分光分析が有効であるのは、詳細な結晶構造解析が必要無い場合や、局所的あるいは表面の情報を得たい場合、さらには十分な試料量が用意できない場合などが挙げられる。顕微ラマン分光分析では、数µm角の試料面積でも分析が可能である。

図：二酸化チタンのラマンスペクトル（上：ルチル、下：アナターゼ）

※測定に用いたルチルには微量のアナターゼが含まれている