Θέματα που καλύπτονται
Φόντο
Εισαγωγή σε νανοσωλήνες άνθρακα
Έρευνες νανοσωλήνων άνθρακα με τη χρήση CRM και AFM
Carbon νανοσωλήνων Imaging χρησιμοποιώντας WITEC ομοεστιακή Raman Μικροσκοπίας
Απεικόνιση του ενιαίου τοιχώματος νανοσωλήνων άνθρακα που παράγονται από εξάτμιση με λέιζερ
Φόντο
WITEC είναι κατασκευαστής υψηλής απόδοσης όργανα για τις επιστημονικές και βιομηχανικές εφαρμογές επικεντρώθηκε σε νέες λύσεις για την Οπτική και μικροσκόπιο σάρωσης του καθετήρα.
Εισαγωγή σε νανοσωλήνες άνθρακα
Οι νανοσωλήνες άνθρακα είναι το μοναδικό νανοδομών με αξιοσημείωτη μηχανικές και ηλεκτρικές ιδιότητες. Λόγω του τεράστιο δυναμικό τους για τις μελλοντικές καινοτομίες, οι μεγάλες προσπάθειες που κατέβαλε για να χαρακτηρίσει αυτές τις δομές.
Έρευνες νανοσωλήνων άνθρακα με τη χρήση CRM και AFM
Σε αυτή τη μελέτη, οι νανοσωλήνες άνθρακα διερευνήθηκαν με ομοεστιακή Raman μικροσκοπίας και μικροσκοπία ατομικών δυνάμεων χρησιμοποιώντας μόνο ένα ενιαίο μέσο.
Carbon νανοσωλήνων Imaging χρησιμοποιώντας WITEC ομοεστιακή Raman Μικροσκοπίας
Μια εικόνα που προέκυψε από τη χρήση του Raman Spectral Imaging λειτουργία του CRM200 , πράγμα που σημαίνει ότι ένα πλήρες φάσμα αποκτήθηκε σε κάθε pixel. Η εικόνα δημιουργήθηκε με την αξιολόγηση της έντασης όλων των φασμάτων Raman. Μετά τη μέτρηση, το φάσμα σε κάθε εικονοστοιχείο μπορεί να εμφανιστεί.
Εικ.. 1 δείχνει μια 100 x 100 περιοχή micron (200 x 200 pixels), συμπεριλαμβανομένων 40 000 φάσματα (χρόνος απόκτησης: 100 ms ανά φάσμα, δύναμη λέιζερ: 100 mW @ 532 nm). Σε αυτό το δείγμα είναι οι νανοσωλήνες κατατίθενται σε ένα ειδικά επεξεργασμένο υπόστρωμα πυριτίου, που αναγκάζει τους νανοσωλήνες να συγκεντρωθούν σε σειρές.
Εικόνα 1 Εικόνα του αναπόσπαστο ένταση όλων των Raman γραμμές:. Νανοσωλήνες άνθρακα συναρμολογούνται σε σειρές με τα αντίστοιχα φάσματα Raman. Σάρωση εύρος: 100 μm x 100 μm.
Η τακτική και εύκολα παρατηρήσιμες ρύθμιση είναι εικονογραφημένο με τα αντίστοιχα φάσματα, όπως ορίζεται από τα βέλη: Fig. 2 παρουσιάζεται η Raman γραμμές στο 1600/cm και 2690/cm οι οποίες είναι χαρακτηριστικές για την νανοσωλήνες άνθρακα και σύκο. 3 είναι το φάσμα του πυριτίου με τα δύο γραμμές Raman σε 520/cm και 950/cm.
Σχήμα 2. Φάσματος των νανοσωλήνων άνθρακα.
Σχήμα 3. Φάσματος του πυριτίου.
Με την απλή περιστροφή του στόχου πυργίσκος του μικροσκοπίου, AFM μετρήσεις μπορούν να εκτελούνται στο ίδιο δείγμα, χωρίς να το αγγίξει. Εικ.. 4 παρουσιάζει μια συνολική εικόνα του δείγματος με μια σειρά σάρωσης 20 μm x 20 μm και 256 x 256 pixels. Η εικόνα ελήφθη σε 1,5 δευτ. / γραμμή.
Σχήμα 4. AFM μέτρηση, 20 μm x 20 μm.
Οι εικόνες στην εικόνα. 5 και σύκο. 6 είναι zoom-in από 5 μm x 5 μm και 1.5 μm x 1.5 μm, αντίστοιχα. Το μέγεθος ενός και μόνο μέτρα σωλήνα μεταξύ 15 nm και 60 nm.
Εικόνα 5. Zoom-in, 5 μm x 5 μm.
Σχήμα 6. Zoom-in, 1,5 μm x 1,5 μm.
Απεικόνιση του ενιαίου τοιχώματος νανοσωλήνων άνθρακα που παράγονται από εξάτμιση με λέιζερ
Στο παρακάτω μελέτη, εξάτμιση με λέιζερ που καλλιεργούνται είναι imaged μονού τοιχώματος νανοσωλήνες άνθρακα (SWNT) που παράγεται στο Oak Ridge National Laboratory. SWNTs ήταν απλωμένα πάνω σε υπόστρωμα Si χρησιμοποιώντας ένα spin-επικάλυψη τεχνική. Εικ.. 7 δείχνει μια μέτρηση AFM με το μέγεθος σάρωσης των 14 μm x 14 μm και 256 x 256 pixels.
Σχήμα 7. AFM μέτρηση, 14 μm x 14 μm.
Εικ.. 8 δείχνει την αντίστοιχη μέτρηση του Spectral Imaging λειτουργία της CRM200 στην ίδια θέση του δείγματος. Ένα πλήρες φάσμα λαμβάνεται σε κάθε pixel. Σάρωση φάσμα επίσης 14 μm x 14 μm με 150 pixels x 150 (= 22.500 φάσματα) και ένα χρόνο την ένταξη των 50 ms.
Σχήμα 8. Raman μέτρηση, στην ίδια θέση του δείγματος, 14 μm x 14 μm.
Η εικόνα αυτή προκύπτει από την ενσωμάτωση σε όλες τις γραμμές Raman. Χρησιμοποιώντας τις δύο εικόνες των φασματικών δεδομένων μπορεί σαφώς να συνδεθεί με νανοσωλήνες αφιερωμένη παρατηρήθηκε στην εικόνα AFM. Ο προσανατολισμός των σαλπίγγων μπορεί να καθοριστεί με τη μέτρηση της έντασης του φάσματος Raman, ανάλογα με την πόλωση.
Το σήμα είναι πάντα ισχυρότερη όταν το φως λέιζερ είναι πολωμένο κατά μήκος του άξονα νανοσωλήνων. Ως εκ τούτου δύο μετρήσεις έγιναν, μια αρχική μέτρηση, και ένα άλλο με το δείγμα που περιστρέφεται κατά 90 μοίρες (σχ. συγκρίνετε. 9 και σύκο. 10).
Σχήμα 9 +10. Διαφορετικές οι νανοσωλήνες άνθρακα είναι ορατές, ανάλογα με την πόλωση του φωτός. Πόλωση πεδιάδα στο σχήμα. 10 (κάτω) είναι rotatet κατά 90 μοίρες.
Ανάλογα με την πόλωση του προσπίπτοντος φωτός, διαφορετικά οι νανοσωλήνες άνθρακα είναι ορατά. Μια λεπτομερής αξιολόγηση των φασματικών δεδομένων που λαμβάνονται από ένα νανοσωλήνων άνθρακα φαίνεται στο σχήμα. 11. Διαφορετικές Raman γραμμές είναι ορατές. Κάθε μέρος του φάσματος, η ακτινική λειτουργία της αναπνοής (ΔΒΔ) περίπου 180/cm, η D-band γύρω 1330/cm, η G-band σε περίπου 1580/cm, δεύτερης τάξης, των τρόπων μεταφοράς και την G'-band μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να διαφοροποιήσει τις ιδιότητες των νανοσωλήνων άνθρακα.
Σχήμα 11. Φάσματος των νανοσωλήνων άνθρακα.
Πηγή: Απεικόνιση του νανοσωλήνες άνθρακα Συνδυάζοντας ομοεστιακή Raman και μικροσκοπία ατομικών δυνάμεων - Σημείωση Εφαρμογή από WITEC
Για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με αυτή την πηγή παρακαλώ επισκεφθείτε Witec