נושאים שידונו
רקע
מבוא פחמן
פחמן Nanotube חקירות באמצעות CRM ו-AFM
פחמן Nanotube הדמיה באמצעות WITec מיקרוסקופיה confocal ראמאן
הדמיה של Nanotube יחיד הקיר פחמן גדל ידי אידוי בלייזר
רקע
WITec היא יצרנית של מכשור ביצועים גבוהים עבור יישומים מדעיים ותעשייתיים התמקדו פתרונות חדשים עבור בדיקה מיקרוסקופית סריקה אופטית.
מבוא פחמן
ננו צינורות פחמן הם ייחודיים בעלי תכונות מכניות וחשמליות מדהים. בשל פוטנציאל אדיר שלהם חידושים בעתיד, מאמצים גדולים נעשים על מנת לאפיין את המבנים האלה.
פחמן Nanotube חקירות באמצעות CRM ו-AFM
במחקר זה, צינורות פחמן נחקרו עם מיקרוסקופיה ראמאן Confocal וכן במיקרוסקופ כוח אטומי באמצעות מכשיר בודד אחד בלבד.
פחמן Nanotube הדמיה באמצעות WITec מיקרוסקופיה confocal ראמאן
התמונה הושג באמצעות מצב ראמאן Spectral Imaging של CRM200 , כלומר ספקטרום שלם נרכשה על כל פיקסל. הדימוי נוצר על ידי הערכת עוצמת ספקטרום כל ראמאן. לאחר המדידה, הספקטרום כל פיקסל יכול להיות מוצג.
איור. 1 מציג 100 x 100 אזור מיקרון (200 x 200 פיקסלים), כולל 40 ספקטרה 000 (זמן הרכישה: 100 ms לכל הספקטרום, כוח לייזר: 100 mW @ 532 ננומטר). במדגם זה צינורות מופקדים על מצע סיליקון טיפול מיוחד, אשר כוחות צינורות להרכיב בשורות.
איור 1 מקדימה של עוצמת אינטגרלי של כל הקווים ראמאן:. צינורות פחמן התאספו בשורות עם ספקטרום ראמאן המקביל. טווח סריקה: 100 מיקרומטר x 100 מיקרומטר.
ההסדר קבוע הנצפה בקלות מודגם עם ספקטרום המקביל כפי שקבע החצים: איור. 2 מציג את קווי ראמאן ב 1600/cm ו 2690/cm האופייניים של צינוריות פחמן תאנה. 3 הוא ספקטרום של סיליקה עם שני הקווים ראמאן ב 520/cm ו 950/cm.
איור 2. ספקטרום של צינורות פחמן.
איור 3. ספקטרום של סיליקה.
פשוט על ידי סיבוב הצריח אובייקטיבית של המיקרוסקופ, מדידות AFM יכול להתבצע על מדגם זהה מבלי לגעת בו. איור. 4 מציג סקירה של המדגם עם טווח סריקה של 20 מיקרומטר x 20 מיקרומטר ו 256 x 256 פיקסלים. התמונה הושג ב 1.5 שניות / קו.
איור 4. AFM המדידה, 20 מיקרומטר x 20 מיקרומטר.
תמונות תאנה. 5 ותאנה. 6 הם זום תוספות של 5 מיקרומטר x 5 מיקרומטר ו 1.5 מיקרומטר x 1.5 מיקרומטר, בהתאמה. גודלו של אמצעי צינור יחיד בין 15 ננומטר ו -60 ננומטר.
איור 5. Zoom-in, 5 מיקרומטר x 5 מיקרומטר.
איור 6. Zoom-in, 1,5 מיקרומטר x 1.5 מיקרומטר.
הדמיה של Nanotube יחיד הקיר פחמן גדל ידי אידוי בלייזר
במחקר הבא, אידוי בלייזר צמח חד קיר צינורות פחמן (SWNT) המיוצר על Oak Ridge National Laboratory הם צילמו. SWNTs הופקדו על מצע Si בטכניקה ספין ציפוי. איור. 7 מראה מדידה AFM עם גודל סריקה של 14 מיקרומטר x 14 מיקרומטר ו 256 x 256 פיקסלים.
איור 7. AFM המדידה, 14 מיקרומטר x 14 מיקרומטר.
איור. 8 מציג את המדידה המתאים במצב Spectral Imaging של CRM200 על המיקום מדגם זהה. ספקטרום מלא מתקבל על כל פיקסל. טווח סריקה גם 14 מיקרומטר x 14 מיקרומטר עם 150 x 150 פיקסלים (= 22,500 ספקטרה) ואת זמן האינטגרציה של 50 מילישניות.
איור 8. מדידה ראמאן, על המיקום מדגם זהה, 14 מיקרומטר x 14 מיקרומטר.
התמונה הושג על ידי שילוב של כל הקווים ראמאן. שימוש בשתי תמונות הנתונים ספקטרלי יכול להיות מקושר באופן ברור צינורות ייעודי שנצפתה התמונה AFM. האוריינטציה של הצינורות ניתן לקבוע על ידי מדידת עוצמת ספקטרום ראמאן בהתאם הקיטוב.
האות היא תמיד חזקה כאשר אור הלייזר הוא מקוטב לאורך ציר Nanotube. לכן שתי המדידות בוצעו, אחד המדידה הראשונית, ועוד עם המדגם לסובב ב -90 מעלות (השוו תאנה. 9 ותאנה. 10).
איור 9 10. צינורות פחמן הם גלויים שונים, בהתאם קיטוב האור. Polarisation רגיל באיור. 10 (למטה) היא rotatet של 90 מעלות.
בהתאם הקיטוב של אור על האירוע, צינורות פחמן שונים גלויים. הערכה מפורטת של נתונים ספקטרליים שהושג של Nanotube פחם אחד מוצג באיור. 11. קווי ראמאן שונים גלויים. כל חלק של הספקטרום, מצב הנשימה רדיאלי (RBM) בסביבות 180/cm, D-הלהקה בסביבות 1330/cm, ה-G-band בסביבות 1580/cm, מסדר שני, מצבי ואת G'-band ניתן להשתמש בו כדי לבדל את המאפיינים של צינורות פחמן.
איור 11. ספקטרום של צינורות פחמן.
מקור: הדמיה של פחמן שילוב של חיל Confocal מיקרוסקופית רמן אטומית - הערה יישום על ידי WITec
לקבלת מידע נוסף על מקור זה בקר WITec