Emner som dekkes
Bakgrunn
Introduksjon til Carbon Nanorør
Carbon Nanotube Undersøkelser bruker CRM og AFM
Carbon Nanotube Imaging bruker WITec confocal Raman Mikroskopi
Imaging av Single-vegg Carbon Nanotube vokst med laser fordamping
Bakgrunn
WITec er en produsent av høyytelses instrumentering for vitenskapelige og industrielle anvendelser fokusert på nye løsninger for optisk og scanning probe mikroskopi.
Introduksjon til Carbon Nanorør
Carbon Nanorør er unike nanostrukturer med bemerkelsesverdige mekaniske og elektriske egenskaper. På grunn av deres enorme potensialet for fremtidige innovasjoner, er store anstrengelser gjøres for å karakterisere disse strukturene.
Carbon Nanotube Undersøkelser bruker CRM og AFM
I denne studien ble karbon nanorør undersøkt med confocal Raman Mikroskopi og Atomic Force Mikroskopi med bare ett instrument.
Carbon Nanotube Imaging bruker WITec confocal Raman Mikroskopi
Et bilde som ble innhentet ved hjelp av Raman Spectral Imaging Mode på CRM200 , noe som betyr at et komplett spekter ble ervervet på hver piksel. Bildet ble generert ved å evaluere intensiteten av alle Raman spektra. Etter måling, kan spekteret på hver piksel bli vist.
Fig. 1 viser en 100 x 100 micron området (200 x 200 piksler), inkludert 40 000 spektra (oppkjøpet tid: 100 ms per spekteret, laser effekt: 100 mW @ 532 nm). I dette utvalget nanorør blir deponert på en spesialbehandlet silisium substrat, som tvinger nanorør å montere i rader.
Figur 1 Bilde av integralet intensiteten av alle Raman linjer:. Karbon nanorør montert i rader med tilsvarende Raman spektra. Scan rekkevidde: 100 mikrometer x 100 mikrometer.
Det vanlige og lett observerbare ordning er illustrert med tilsvarende spektra, som angitt av pilene: fig. 2 viser Raman linjene på 1600/cm og 2690/cm som er karakteristisk for karbon nanorør og fig. 3 er spekteret av silika med de to Raman linjene ved 520/cm og 950/cm.
Figur 2. Spectrum av karbon nanorør.
Figur 3. Spectrum av Silica.
Ved å rotere målet turret av mikroskopet, kan AFM målinger utføres på samme prøve uten å berøre den. Fig. 4 viser en oversikt av prøven med et frekvensområde på 20 mikrometer x 20 mikrometer og 256 x 256 piksler. Bildet ble innhentet på 1,5 sek / linje.
Figur 4. AFM måling, 20 mikrometer x 20 mikrometer.
Bildene i fig. 5 og fig. 6 er zoom-ins av 5 mikrometer x 5 mikrometer og 1,5 mikrometer x 1,5 mikrometer, henholdsvis. Størrelsen av en enkelt tube måler mellom 15 nm og 60 nm.
Figur 5. Zoom-in, 5 mikrometer x 5 mikrometer.
Figur 6. Zoom-in, 1,5 mikrometer x 1,5 mikrometer.
Imaging av Single-vegg Carbon Nanotube vokst med laser fordamping
I den følgende studien, laser fordamping vokst single-vegg karbon nanorør (SWNT) produsert ved Oak Ridge National Laboratory er avbildes. SWNTs ble avsatt på en Si underlaget med en spin-coating teknikk. Fig. 7 viser en AFM måling med en skanning størrelse på 14 mikrometer x 14 mikrometer og 256 x 256 piksler.
Figur 7. AFM måling, 14 mikrometer x 14 mikrometer.
Fig. 8 viser den tilsvarende målingen i Spectral Imaging Mode på CRM200 på samme prøve posisjon. En komplett spekter oppnås ved hver piksel. Scan-serien også 14 mikrometer x 14 mikrometer med 150 x 150 piksler (= 22 500 spektra) og en integrasjon tid på 50 ms.
Figur 8. Raman målingen, på samme prøve posisjon, 14 mikrometer x 14 mikrometer.
Bildet ble oppnådd ved å integrere over alle Raman linjer. Bruk begge bilder av spektrale data kan tydelig knyttet til dedikerte nanorør observert i AFM bildet. Orienteringen av rørene kan bestemmes ved å måle intensiteten av Raman spekteret avhengig av polarisering.
Signalet er alltid sterkest når laserlys er polarisert langs nanorør aksen. Derfor to målingene ble utført, rotert en innledende måling, og en annen med prøven ved 90 grader (sammenlign fig. 9 og fig. 10).
Figur 9 10. Ulike karbon nanorør er synlige, avhengig av polariseringen av lys. Polarisasjon vanlig i fig. 10 (nederst) er rotatet med 90 grader.
Avhengig av polarisering av innfallende lyset, forskjellige karbon nanorør er synlige. En detaljert evaluering av innhentet spektrale data av ett karbon nanorør er vist i fig. 11. Ulike Raman linjer er synlige. Hver del av spekteret, det radial puste modus (RBM) på rundt 180/cm, D-band på rundt 1330/cm, G-band på rundt 1580/cm, andre-ordens-moduser og G'-band kan brukes til å skille egenskapene til karbon nanorør.
Figur 11.. Spectrum av karbon nanorør.
Kilde: Imaging of Carbon Nanorør Kombinere confocal Raman og Atomic Force Mikroskopi - Application Note fra WITec
For mer informasjon om denne kilden besøk Witec