Het Visualiseren Nanotubes Gebruikend een Volledige Waaier van de Instrumenten van NanoLaboratory NTEGRA van de Sonde van het Aftasten van NT-MDT

Besproken Onderwerpen

Achtergrond
SPM - een Gemeenschappelijk Hulpmiddel voor Weergave Nanotubes
De Elektro Kenmerken Kunnen door EFM en SKM worden Geanalyseerd
Enige Spectrale Karakterisering Nanotube door de Ultrahoge Spectroscopie van de Resolutie (TERS)
Nanowire als Optische Vezel
De Stabiliteit op lange termijn is de Basis voor Nauwkeurige Manipulaties
NTEGRA® Platform

Achtergrond

Nanotubes is klein genoeg zodat slechts een paar methodes geschikt om hen te visualiseren. Anderzijds zijn zij het voorwerp van een buitengewone rente zodat velen en vele moderne wetenschappelijke benaderingen wenselijk om zijn worden toegepast om NanoLaboratory NTEGRA® Te Sonderen verstrekken een platform om met succes te behandelen nanotubes. Hier worden sommige nanotubebeelden die mogelijkheden van verschillende methodes illustreren voorgesteld aangezien een album in vier groepen onderverdeelde:

  • Het visualiseren SPM
  • Elektrische eigenschappen
  • Chemische samenstelling, spectrale en optische eigenschappen
  • Nanomanipulations

SPM - een Gemeenschappelijk Hulpmiddel voor Weergave Nanotubes

STM (het Een Tunnel Graven van het Aftasten de Microscopie) staat toe bekijkend enige nanotubes met atoomresolutie. AFM (de AtoomMicroscopie van de Kracht) verstrekt veel meer beurtelings tegenover elkaar stellende wijzen en dient als toolkit voor het testen van grote reeks fysische eigenschappen samen met visualisatie zelf. De Sonde NanoLaboratory NTEGRA® Prima is een krachtig en geschikt systeem SPM. In de meeste gemeenschappelijke gevallen is het perfecte keus voor ultra-sensitive STM en hoog-nauwkeurigheidsAFM weergave.

Figuur 1. Het beeld van STM van koolstof nanotube op substraat dat HOPG wordt gedeponeerd. De Atoom structuur van nanotube is duidelijk zichtbaar. De hoffelijkheid van het Beeld van Prof.V.K.Nevolin, het Instituut van Moskou van Elektronische Techniek, Rusland.

Figuur 2. Koolstof nanotubes op siliciumoppervlakte. De weergavewijze van de Fase. De hoffelijkheid van de Steekproef van Dr.H.B. Chan, Afdeling van Fysica, Universiteit van Florida, de V.S.

De Elektro Kenmerken Kunnen door EFM en SKM worden Geanalyseerd

Twee-Pas SPM de methodes zoals EFM, SKM of MFM zijn zeer gevoelig voor het milieu. In feite kunnen de vacuümvoorwaarden zeer de twee-pas weergavekwaliteit verbeteren die de q-Factor van de cantilever verhogen. Het Aura van NanoLaboratory NTEGRA® van de Sonde verstrekt veel vrijheid in laag-vacuümvoorwaarden te werken. In termen van atmosfeercontrole NTEGRA® is het Aura de best-evenwichtige oplossing omdat de vacuümapparatuur om zeer compact en economisch maar krachtig genoeg wordt gepast te zijn. Het vergt slechts 1 minuut om 10 keer q-Factor verhoging te bereiken!

Figuur 3. Mengsel van koolstof nanotubes van verschillende dikte aangezien zij gezien op topografie (a), de elektrostatische krachtmicroscopie (EFM, B), en van de de sondemicroscopie van aftasten de wijzen Kelvin (SKM, C). EFM toont aan dat alle nanotubes worden geladen. Verantwoordelijke de Verschillen kunnen door SKM.The worden waargenomen tonen dikste nanotubes (diameter ongeveer 4 NM) het laagste potentieel in SKM en dunst (diameter ongeveer 1.5 NM) heeft het hoogste potentieel (ongeveer 1.5 V). De Pijlen richten zelfde nanotubes op elk beeld.

Enige Spectrale Karakterisering Nanotube door de Ultrahoge Spectroscopie van de Resolutie (TERS)

Het machtigste die systeem voor geavanceerde optische experimenten wordt ontwikkeld is de Spectrums NTEGRA®. Naast de meeste methodes SPM verstrekt de beschikbare Spectrums NTEGRA® de uitstekende prestaties in het volgende van onderzoekgebieden:

  • Confocal microscopie van de Laser (200 NM- resolutie in X-Y)
  • De micro-spectroscopie van Raman en micro-weergave Raman (200 NM- resolutie in X-Y)
  • Het Aftasten van de dichtbijgelegen-gebieds optische microscopie (SNOM, ongeveer 30 NM- resolutie in X-Y)
  • Enige moleculeopsporing, identificatie, en weergave op de basis van de lokale gevolgen van de gebiedsverhoging (TERS, SERS en verbeterde fluorescentie)

Één meer voorbeeld van reusachtige reeks optische experimenten beschikbaar met de Spectrums NTEGRA® is de visualisatie van nanotube optische eigenschappen.

Figuur 4. (a) - een speciaal voorbereide sonde AFM (het metaal bedekte cantilever of geëtste metaaldraad met een laag) wordt precies geplaatst binnen een strak geconcentreerde laservlek. (b) - de intensiteit van koolstof nanotube de banden van G en van D Raman stijgt met verscheidene grootteordes wanneer de speciale sonde AFM is geland en over een kleine (5 NM- hoogte) nanotube bundel - het effect van zich Uiteinde het verbeterde verspreiden Raman geplaatst (TERS). (c) - het „conventionele“ confocal beeld Raman van de nanotubebundel, de waargenomen breedte van de bundel zijn ~250 NM (diffractiegrens van confocal microscopie, lasergolflengte - 633 NM). (d) - beeld TERS van de zelfde bundel - nu is de waargenomen breedte ~70 NM. De Nota, in dit voorbeeld, TERS verstrekken meer dan 4 keer betere ruimteresolutie in vergelijking tot confocal microscopie. De Resolutie neer aan 10 NM en minder is theoretisch mogelijk. De Metingen worden gedaan met Spectrums NTEGRA in Omgekeerde configuratie. De hoffelijkheid van Gegevens van Dr. S. Kharintsev, Dr. J. Loos, Dr. G.Hoffmann, Prof. G. de With, TUE, Nederland en Dr. P.Dorozhkin, Co. NT-MDT.

Nanowire als Optische Vezel

Figuur 5. AFM van halfgeleider nanowire (Mn-Gesmeerde GaN) wordt getoond op A. Het heeft een diameter van ongeveer 300 NM zoals die op een hoogteprofiel worden gezien die het kruisen (b). Nanowire toont fluorescentie in dichtbij infrared wanneer opgewekt door een groene laser (488 NM). De laser van het Aftasten confocal fluorescentiebeeld van het op C.D is toont fluorescentiebeeld van nanowire die, op zijn centrum door een strak geconcentreerde laservlek (~300 NMdiameter) worden opgewekt. Nanowire is imaged door een gekoelde camera CCD op een „direct beeld“ wijze van de spectrograaf; het licht van de opwindingslaser wordt volledig afgesneden door randfilters in deze regeling (evenals in regeling van de de fluorescentieopsporing van de aftastenlaser confocal). Van het beeld (d) het is duidelijk dat het emissielicht gedeeltelijk door nanowire van het centrum aan beide einden wordt overgebracht. Van lichtintensiteitprofiel (e) men kan bepalen dat ongeveer 70% van uitgezonden licht voor meer dan 10µm wordt overgebracht. De hoffelijkheid van de Steekproef van Prof.Y. Bando, Nationaal Instituut voor de Wetenschap van Materialen, Japan.

de Stabiliteit op lange termijn is de Basis voor Nauwkeurige Manipulaties

Er zijn drie systeemkenmerken die voor succes van nanomanipulations essentieel zijn. Alle drie zijn het meest diep ontwikkeld binnen de NTEGRA® Therma Sonde NanoLaboratory.

  • De stabiliteit van het Systeem. Het Exclusieve ontwerp van zowel aftasten als registratieblokken (materialen, meetkunde enz.) compenseert de meesten van temperatuurafwijkingen - de belangrijkste factor die zowel stabiliteit op lange termijn als stabiliteit beïnvloeden bij veranderende temperatuur. De Meesten van mechanische afwijkingen worden gecompenseerd wegens de NTEGRA® oplossingen van het platformontwerp.
  • Herhaalbaarheid bij hoge resolutie. De Herhaalbaarheid betekent dat men binnen voor sommige details op groot gebied kan zoemen, uit zoemen rug die het zelfde beeld op grote schaal of het eenvoudig rescan vaak worden het zelfde hoge resolutiegebied. De Geïntegreerde closed-loop verrichtingssensoren hebben het markt-laagste lawaai die perfecte herhaalbaarheid op om het even welke aftastengebieden neer verstrekken aan 50 NM.
  • Geschikte software. Het Uitgebreide nanolithography/manipulatiepakket is pre-inbegrepen in de software van de Nova. Het laat de meesten van gemeenschappelijke nanomanipulations toe om op zeer geschikte manier door gemakkelijke en intuïtief duidelijke interface worden uitgevoerd. Anderzijds verstrekt de Nova PowerScript de maximumvrijheid in experimenten van om het even welke ingewikkeldheid door macro's het maken.

Figuur 6. Het eenvoudigste voorbeeld van nanomanipulations. Koolstof nanotube op linkerbeeld wordt de getoond werd geduwd langs gespecificeerde richting (witte pijl die). Het Juiste beeld toont nanotube in resulterende positie. De Lijnen om de sonde te bewegen kunnen zijn enkel verdrinken door muis. Anders kunnen de malplaatjes van om het even welke ingewikkeldheid gemakkelijk van grafiekdossier worden gedownload.

Figuur 7. Om de systeemstabiliteit te beoordelen op lange termijn was het zelfde gebied van de steekproef met magneetdeeltjes gekoppelde koolstof nanotubes imaged herhaaldelijk lange tijd. De Algemene X-Y verplaatsing van tellerseigenschap (deeltje e.g.magnet) voor uur 7 was zo klein zoals ongeveer 35 NM. De hoffelijkheid van de Steekproef van Dr. H.B. Chan, Afdeling van Fysica, Universiteit van Florida, de V.S.

NTEGRA® Platform

NT-MDT heeft het platform NTEGRA® voor het lid worden van de van krachtigste faciliteiten SPM met de modernste en diepgaande wetenschappelijke methodes niet-SPM ontwikkeld. Zoals voor SPM kan het in laag of hoog vacuüm, met nauwkeurige temperatuurcontrole en unieke thermo en op lange termijn worden in werking gesteld stabiliteit. Zoals voor faciliteiten niet-SPM zijn er hoge beschikbare resolutie optische observatie (onderaan aan 0.4 optie µm, HRV®), de spectroscopie Raman (Spectrums NTEGRA®), tomografie (NTEGRA® Tomo), elektrochemiemethodes en veel meer. Het NTEGRA® concepten zeer belangrijk-punt is dat alle faciliteiten binnen het gehele systeem zowel op hardware als softwareniveaus natuurlijk geïntegreerd zijn. Dat is waarom de re-specialisatie van om het even welk systeem NTEGRA® in een andere zeer gemakkelijk en economisch is. Download nieuwe catalogus NTEGRA® in http://www.ntmdt.com/download/catalog_NTEGRA.pdf of vereis het direct van onze aandachtige managers in het hoofdkantoor.

Bron: NT-MDT Co.
Voor meer informatie over deze bron te bezoeken gelieve Co. NT-MDT.

Date Added: Jun 26, 2008 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 13. June 2013 20:52

Ask A Question

Do you have a question you'd like to ask regarding this article?

Leave your feedback
Submit