ラマン散乱とは？

ラマン散乱（Raman scattering）は、光子が分子や結晶に衝突する際に、分子の振動・回転エネルギーを授受することで、散乱光の波長（エネルギー）が入射光とわずかに変化する現象です。1928年にインドの物理学者チャンドラセカーラ・ヴェンカタ・ラーマンによって発見され、その業績で1930年にノーベル物理学賞が授与されました。

通常の弾性散乱（レイリー散乱）では入射光と同じエネルギーの光が散乱されますが、ラマン散乱では分子振動のエネルギー分だけ周波数がシフトします。入射光より低エネルギー側にシフトするものをストークス線、高エネルギー側にシフトするものを反ストークス線と呼びます。このシフト量（ラマンシフト）は分子固有の振動モードに対応しており、物質の「指紋」として機能します。

ラマン散乱の主な特徴と利用場面は次のとおりです。

• 非破壊・非接触分析：試料を傷つけずに化学組成や構造を識別できる
• 水の干渉が少ない：赤外吸収分光では水が強く吸収するが、ラマン法では影響が小さく水溶液や生体試料の分析に向く
• 微小領域分析：顕微ラマン法により数マイクロメートルの空間分解能で測定できる
• インライン分析：製造ラインでのリアルタイム品質管理に活用される

製薬・材料・食品・文化財保存など多分野で応用されており、特に近年は表面増強ラマン散乱（SERS）技術の発展により超微量検出も可能になっています。