Une technique qui observe la diffusion de la lumière pour identifier les vibrations moléculaires et la composition.La spectroscopie Raman est une technique qui sonde les vibrations moléculaires en analysant la diffusion inélastique de la lumière. Lorsqu'un photon frappe une molécule, la plupart de la lumière est diffusée élastiquement (diffusion Rayleigh) avec la même énergie, mais une infime fraction échange de l'énergie avec les modes vibrationnels ou rotationnels de la molécule, décalant la longueur d'onde du photon. Ce décalage, appelé effet Raman, fournit une « empreinte digitale » unique de la structure et de la composition moléculaires, ce qui en fait un outil puissant en chimie, en biologie et en science des matériaux.
L'effet a été prédit par Adolf Smekal en 1923 et observé expérimentalement par C.V. Raman et K.S. Krishnan en 1928. Raman a reçu le prix Nobel de physique en 1930 pour cette découverte.
Un faisceau laser éclaire un échantillon, et la lumière diffusée est collectée et analysée avec un spectromètre. Le spectre Raman présente des pics à des décalages de fréquence correspondant à des vibrations moléculaires spécifiques. L'intensité et la position de ces pics révèlent les liaisons chimiques, la structure cristalline, et même les contraintes ou la température dans le matériau. Comme la diffusion Raman est intrinsèquement faible (environ un photon sur un million), les systèmes modernes utilisent des lasers de forte puissance, des détecteurs sensibles et des techniques comme la diffusion Raman exaltée de surface (SERS) pour amplifier le signal.
La spectroscopie Raman est utilisée dans le contrôle qualité pharmaceutique, l'analyse médico-légale, la conservation des œuvres d'art et le diagnostic biomédical. C'est également un outil clé en science planétaire, comme sur le rover Perseverance de la NASA, qui l'utilise pour détecter des composés organiques sur Mars.
La spectroscopie Raman peut identifier la composition d'une cellule unique ou d'un grain de poussière sans l'endommager, c'est pourquoi elle est utilisée pour analyser des artefacts précieux et même le contenu de poteries anciennes.
