Nanotubes Visualiser l'aide d'un éventail complet de balayage Instruments Sonde ntegra NanoLaboratory de NT-MDT

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Thèmes abordés

Contexte
SPM - un outil commun pour l'imagerie des nanotubes
Caractéristiques électriques peuvent être dosés par EFM et SKM
Caractérisation spectrale seul nanotube par spectroscopie ultra-haute résolution (TERS)
Nanofils comme une fibre optique
Stabilité à long terme est la base pour les manipulations de précision
Ntegra ® Platform

Contexte

Les nanotubes sont suffisamment petits pour que seulement quelques méthodes aptes à les visualiser. D'autre part ils sont l'objet d'un intérêt extraordinaire pour que beaucoup et beaucoup méthodes scientifiques modernes sont souhaitables pour être appliquée à la sonde NanoLaboratory ® ntegra fournit une plateforme pour traiter avec succès les nanotubes. Voici quelques images illustrant les possibilités des nanotubes de différentes méthodes sont présentées comme une galerie divisée en quatre groupes:

• SPM visualisant
• Propriétés électriques
• La composition chimique, propriétés spectrales et optiques
• Nanomanipulations

SPM - un outil commun pour l'imagerie des nanotubes

STM (Scanning Tunneling Microscopy) permet la visualisation des nanotubes unique avec une résolution atomique. AFM (Atomic Force Microscopy) fournit à son tour beaucoup plus contrastée des modes et sert de boîte à outils pour les tests grand ensemble de propriétés physiques ainsi que la visualisation elle-même. sonde NanoLaboratory ntegra ® Prima est un système puissant et commode SPM. Dans la plupart des cas courants, il est le choix parfait pour les ultra-sensible de la STM et de haute précision imagerie AFM.

Figure 1. Image STM de nanotubes de carbone déposés sur substrat HOPG. La structure atomique du nanotube est clairement visible. Image courtoisie de Prof.VKNevolin, Moscou Institut de génie électronique, de la Russie.

Figure 2. Les nanotubes de carbone sur la surface de silicium. Mode d'imagerie de phase. Exemple de courtoisie Dr.HB Chan, Département de Physique, Université de Floride, Etats-Unis.

Caractéristiques électriques peuvent être dosés par EFM et SKM

Deux méthodes SPM-passer comme EFM, MFM ou SKM sont très sensibles à l'environnement. En fait, les conditions de vide peut grandement améliorer la qualité d'image en deux passes augmentation du cantilever facteur Q. sonde NanoLaboratory ntegra ® Aura offre beaucoup de liberté pour fonctionner dans des conditions de faible à vide. En termes d'ambiance de contrôle ntegra Aura ® est la solution la mieux équilibrée parce que l'équipement à vide est équipée d'être très compact et économique, mais assez puissant. Il prend seulement 1 minute pour atteindre 10 fois le facteur Q augmenter!

Figure 3. Mélange de nanotubes de carbone de différentes épaisseurs comme ils vu dans la topographie (A), la microscopie à force électrostatique (EFM, B), et la numérisation microscopie à sonde de Kelvin (SKM, C) les modes. EFM montre que toutes les nanotubes sont facturés. Les différences de charge peut être observé par des nanotubes plus épaisse SKM.The (diamètre d'environ 4 nm) montrent le plus faible potentiel de SKM et la plus fine (diamètre d'environ 1,5 nm) ont le potentiel le plus élevé (environ 1,5 V). Les flèches indiquent les nanotubes même sur chaque image.

Caractérisation spectrale seul nanotube par spectroscopie ultra-haute résolution (TERS)

Le plus puissant système développé pour des expériences optiques de pointe est le Spectra ® ntegra . En plus des méthodes les plus SPM disponibles ntegra Spectra ® fournit l'excellente performance dans les domaines de recherche suivants:

• Microscopie confocale laser (résolution de 200 nm en XY)
• Micro-spectroscopie Raman et Raman de micro-imagerie (résolution de 200 nm en XY)
• Balayage microscopie en champ proche optique (SNOM, environ 30 nm dans la résolution XY)
• Détection de molécule unique, l'identification et l'imagerie sur la base des effets locaux d'amélioration sur le terrain (TERS, la SERS et la fluorescence améliorée)

Un exemple de plus vaste ensemble d'expériences optiques disponibles avec le ntegra Spectra ® est la visualisation des propriétés des nanotubes optique.

Figure 4. (A) - une spécialement préparé AFM sonde (cantilever métalliques, enrobés ou fil métallique gravé) est précisément positionné à l'intérieur un spot laser très ciblé (b) -. Intensité de nanotubes de carbone G et D-Raman bandes augmente de plusieurs ordres de grandeur lorsque l'AFM sonde spéciale est débarqué et placé sur un paquet de nanotubes (5 hauteur nm) petits - l'effet de la diffusion Raman exaltée Astuce (TERS) (c) -. "conventionnel" image confocale Raman du faisceau de nanotubes, la largeur observée de la bundle est ~ 250 nm (limite de diffraction de la microscopie confocale, longueur d'onde laser - 633 nm). (d) - l'image du faisceau TERS même - maintenant la largeur observée est ~ 70 nm. Notez, dans cet exemple, TERS fournit plus de 4 fois une meilleure résolution spatiale que par rapport à microscopy.Resolution confocale à 10 nm et moins est possible.Measurements sont théoriquement fait avec Spectra ntegra en configuration inversée. Données fournies par le Dr S. Kharintsev, le Dr J. Loos, le Dr G. Hoffmann, professeur G. de Grâce, AUT, les Pays-Bas et le Dr P. Dorozhkin, NT-MDT Co.

Nanofils comme une fibre optique

Figure 5. AFM de semi-conducteurs nanofil (Mn-GaN dopé) est indiqué sur A. Il a un diamètre d'environ 300 nm comme on le voit sur ​​un profil d'hauteur de franchissement qu'il (B). Les nanofils montre fluorescence dans le proche infrarouge lorsqu'il est excité par un laser vert (488 nm). Balayage laser d'image confocale de fluorescence, il est sur le C. D montre l'image de fluorescence du nanofil, être excité en son centre par un spot laser très ciblé (diamètre ~ 300 nm). Le nanofil est imagé par une caméra CCD refroidie dans un "image directe" mode du spectrographe, la lumière laser d'excitation est complètement coupé par des filtres de pointe dans ce schéma (ainsi que dans confocale à balayage laser dispositif de détection par fluorescence). De l'image (D), il est clair que l'émission de lumière est partiellement transmis à travers le nanofil du centre aux deux extrémités. De profil d'intensité lumineuse (E), il peut être déterminé qu'environ 70% de la lumière émise est transmise depuis plus de 10 microns. Exemple de courtoisie Prof.Y. Bando, Institut National des Sciences des Matériaux, au Japon.

Stabilité à long terme est la base pour les manipulations de précision

Il ya trois caractéristiques du système qui sont cruciaux pour le succès de nanomanipulations. Tous les trois sont les plus profondément développés dans le ntegra ® Therma NanoLaboratory sonde .

• La stabilité du système. Design exclusif des deux blocs de numérisation et d'inscription (matériaux, géométrie etc) compense la plupart des dérives en température - le principal facteur affectant à la fois stabilité à long terme et la stabilité à changer temperature.Most des dérives mécaniques sont compensées en raison de la ntegra ® de solutions de conception plateforme .
• Répétabilité à haute résolution. Répétabilité signifie que l'on peut zoomer pour quelques détails sur grande surface, effectuer un zoom arrière arrière obtenir les mêmes images de grande envergure ou simplement rescan à plusieurs reprises la zone même résolution élevée. Des capteurs intégrés fonctionnement en boucle fermée ont les plus bas du marché offrant une parfaite répétabilité des bruits sur les zones de balayage à 50 nm.
• Logiciel convivial. Extended nanolithographie / manipulation paquet est pré-inclus dans le logiciel Nova. Il permet à la plupart des nanomanipulations commun d'être réalisées de manière très pratique grâce à une interface simple et intuitive claire. D'autre part l'PowerScript Nova offre le maximum de liberté dans des expériences de toute la complexité grâce à des macros de décisions.

Figure 6. L'exemple le plus simple des nanomanipulations. Nanotubes de carbone indiqué sur l'image gauche est poussé le long de la direction indiquée (flèche blanche). Image de droite montre les nanotubes dans position.Lines résultant de déplacer la sonde le long peut être juste se noient par la souris. Sinon de toute la complexité des modèles peut être facilement téléchargé à partir de fichiers graphiques.

Figure 7. Afin d'évaluer le système de stabilité à long terme de la même zone de l'échantillon avec des particules magnétiques couplées nanotubes de carbone a été imagée répétitive pour un déplacement à long time.Overall XY de fonction marqueur (particules egmagnet) pendant 7 heures a été aussi petit que d'environ 35 nm. Exemple de courtoisie Dr HB Chan, Département de Physique, Université de Floride, Etats-Unis.

Ntegra ® Platform

NT-MDT a développé la plateforme ® ntegra pour rejoindre les installations SPM plus puissant avec la plus moderne et profonde non SPM méthodes scientifiques. Comme pour SPM il peut être exécuté dans le vide basse ou haute, avec contrôle de température précis et unique thermo-et stabilité à long terme. Comme pour les non-SPM installations il ya l'observation optique à haute résolution disponibles (jusqu'à 0,4 um, VRC ® en option), la spectroscopie Raman ( ntegra Spectra ® ), la tomographie ( ntegra ® Tomo ) les méthodes de l'électrochimie, et beaucoup plus. Le ntegra ® concept clé-point est que toutes les installations sont naturellement intégrés dans l'ensemble du système à la fois sur le matériel et les niveaux de logiciels. C'est pourquoi re-spécialisation de tout ® ntegra système dans un autre est très facile et économique. Télécharger de nouvelles ntegra ® catalogue à http://www.ntmdt.com/download/catalog_NTEGRA.pdf ou besoin directement de nos gestionnaires attentifs au siège.

Source: NT-MDT Co.
Pour plus d'informations sur cette source s'il vous plaît visitez le NT-MDT Co.