使用各種各樣的掃描的形象化的 Nanotubes 探查從 NT-MDT 的 NanoLaboratory NTEGRA 儀器

包括的事宜

背景
SPM - 為 Nanotubes 想像的一個普通工具
電子特性可以由 EFM 和 SKM 檢驗
由超離頻的解決方法分光學 (TERS) 的唯一 Nanotube 光譜描述特性
作為光纖的 Nanowire
長期穩定性是準確處理的基礎
NTEGRA® 平臺

背景

Nanotubes 是足够小的,以便適合的仅一些個方法形象化他們。 另一方面他們是對象非常利益,以便許多和許多現代科學途徑是理想適用探查 NanoLaboratory NTEGRA® 提供平臺給順利地處理 nanotubes。 這裡說明不同的方法的可能性一些 nanotube 圖像存在作為畫廊細分到四個組:

  • 形象化的 SPM
  • 電子屬性
  • 化學成分,光譜和光學性能
  • Nanomanipulations

SPM - 為 Nanotubes 想像的普通工具

STM (掃描挖洞顯微學) 准許查看唯一 nanotubes 用基本解決方法。 AFM (基本強制顯微學) 反過來提供更加不同的模式并且起一個工具套件作用對於測試大套物理屬性以及形象化。 探測 NanoLaboratory NTEGRA® Prima 是一個強大和方便 SPM 系統。 在多數公用案件它是超靈敏的 STM 和高精確度 AFM 想像的理想的選擇。

在 HOPG 基體的圖 1. 存款的碳 nanotube STM 圖像。 nanotube 的原子結構明顯地是可視的。 Prof.V.K.Nevolin 鏡像,電子工程學莫斯科學院,俄羅斯。

在硅表面的圖 2. 碳 nanotubes。 階段想像模式。 Dr.H.B 範例禮貌。 陳,物理系,佛羅里達,美國大學。

電子特性可以由 EFM 和 SKM 檢驗

二路式的 SPM 方法喜歡 EFM, SKM 或 MFM 對這個環境是非常敏感的。 實際上真空情況可能非常地改進增加懸臂的 Q 系數的二路式的想像質量。 探測 NanoLaboratory NTEGRA® 氣氛在低真空情況提供自由運行。 根據氣氛控制,因為真空設備適合是非常緊湊和經濟,但是足够,強大的 NTEGRA® 氣氛是這個最平衡的解決方法。 只需要 1 分鐘取得 10 時間 Q 系數增量!

圖 3. 另外厚度碳 nanotubes 混合物作為在地勢看見的他們的 (a),靜電力顯微學 (EFM, B) 和瀏覽的凱爾文探測顯微學 (SKM 方面, C) 模式。 EFM 向顯示所有 nanotubes 被充電。 負責的區別可以由 SKM.The 最厚實的 nanotubes (直徑大約 4 毫微米) 顯示觀察在 SKM 的最低的潛在,并且最稀薄 (直徑大約 1.5 毫微米) 有最高的潛在 (大約 1.5 V).Arrows 點在每個圖像的同樣 nanotubes。

由超離頻的解決方法分光學 (TERS) 的唯一 Nanotube 光譜描述特性

為先進的光學實驗開發的最強大的系統是 NTEGRA® 光譜。 除多數 SPM 方法可用的 NTEGRA® 之外光譜在下列研究領域提供非常好的性能:

  • 激光共焦的顯微學 (在 X - Y 的 200 毫微米解決方法)
  • 喇曼微型分光學和喇曼微型想像 (在 X - Y 的 200 毫微米解決方法)
  • 掃描近域光學顯微學 (SNOM,在 X - Y 的大約 30 毫微米解決方法)
  • 唯一分子檢測、確定和想像在基礎局部域改進作用 (TERS、 SERS 和改進的熒光)

巨大的套的另外一個示例光學實驗可用對 NTEGRA® 光譜是 nanotube 光學性能的形象化。

圖 4. (a) - 特殊地準備的 AFM 探測 (塗金屬的懸臂式或被銘刻的金屬線) 精密地確定在一個緊密地集中的激光地點裡面。 (b) - 強度碳 nanotube G- 和 D- 喇曼由幾個數量級結合增量,當特殊 AFM 探測登陸并且確定在小的 (5 個毫微米高度) nanotube 捆綁 - 技巧改進的喇曼分散的作用 (TERS)。 (c) - 「nanotube 捆綁的常規」共焦的喇曼圖像,捆綁的被觀察的寬度是 ~250 毫微米 (共焦的顯微學,激光波長的衍射極限 - 633 毫微米)。 (d) - 同一捆綁的 TERS 圖像 - 現在這個被觀察的寬度是 ~70 毫微米。 與共焦的顯微學比較,在本例中比 4 時間更好的空間分辨率注意, TERS 提供更多。下來解決方法到 10 毫微米和較少是理論上可能的。評定完成與在被倒置的配置的 NTEGRA 光譜。 S. Kharintsev, J. Loos, G.Hoffmann, P.Dorozhkin, NT-MDT Co. 博士教授 G. de With,星期二、荷蘭和博士博士博士數據禮貌。

作為光纖的 Nanowire

圖 5. AFM 半導體 nanowire (Mn 被摻雜的 GaN) 顯示在 A。 它在克服它的高度配置文件有直徑大約 300 毫微米如被看見 (b)。 nanowire 在最近的紅外線顯示熒光,當激發由綠色激光 (488 毫微米)。 掃描激光共焦的熒光圖像的它在 C.D 顯示 nanowire 的熒光圖像,是興奮的在其中心由一個緊密地集中的激光地點 (~300 毫微米直徑)。 nanowire 由一臺冷卻的 CCD 照相機是印象的在頻譜圖的 「直射影像」模式下; 勵磁激光由在此模式的邊緣濾器完全地中斷 (以及在瀏覽激光共焦的熒光檢測模式)。 從這個圖像 (d) 是確切放射光通過從這個中心的 nanowire 部分地被傳達給兩個末端。 從光強度配置文件 (e) 可以確定大約 70% 散發的光傳輸為超過 10µm。 抽樣 Prof.Y. Bando,材料學國家學院,日本禮貌。

長期穩定性是準確處理的基礎

有為 nanomanipulations 的成功是關鍵的三個系統特徵。 全部三是在 NTEGRA® Therma 探測最深刻地被開發的 NanoLaboratory 內

  • 系統穩定性。 獨有的設計掃描和註冊塊 (材料,幾何等) 補償大多溫度偏差 - 影響長期穩定性和穩定性的主要系數在更改的溫度。大多機械偏差補償的歸結於 NTEGRA® 平臺設計解決方法。
  • 在高分辨率的反覆性。 反覆性意味著一個可能放大關於在大區的有些詳細資料,迅速移動獲得同一個大規模圖像的返回或重新掃描許多時間同一高分辨率區。 集成閉環運算傳感器有最市場低的噪聲提供理想的反覆性在所有瀏覽的區下來到 50 毫微米。
  • 方便軟件。 延長的 nanolithography/處理程序包是前包括的到新星軟件。 它在非常方便方式允許大多公用 nanomanipulations 執行通過容易和直觀清楚界面。 另一方面新星 PowerScript 通過宏指令做提供在所有複雜的實驗的最大自由。

圖 6。 nanomanipulations 的簡單例子。 在左圖像顯示的碳 nanotube 沿指定的方向 (空白箭頭) 被推進了。正確的圖像在發生的位置顯示 nanotube。移動探測的線路可以是由鼠標淹沒。 否則所有複雜模板可能從圖形文件容易地被下載。

圖 7。 要估計系統長期穩定性範例的同一區與磁鐵微粒耦合的碳 nanotubes 的重複地長期是印象的。標記功能 (e.g.magnet 微粒) 的整體 X - Y 的位移 7 時數是一樣小的像大約 35 毫微米。 抽樣 H.B. 陳,物理系博士禮貌,佛羅里達,美國大學。

NTEGRA® 平臺

NT-MDT 發展了連接的最強大的 SPM 設施 NTEGRA® 平臺與最現代和最深刻的非SPM 科學方法。 關於 SPM 它在低或高真空可以運行,與準確的溫度控制和唯一熱和長期穩定性。 關於非SPM 設施有可用高分辨率光學的觀察 (下來對 0.4 µm, HRV® 選項),喇曼分光學 (NTEGRA® 光譜), X線體層照相術 (NTEGRA® Tomo),電化學方法和許多。 關鍵字點 NTEGRA® 的概念是所有設施在全部的系統內是自然集成在硬件和軟件級別上。 所以所有 NTEGRA® 系統的再專業化到另一個裡非常容易和經濟。 下載新的 NTEGRA® 目錄在 http://www.ntmdt.com/download/catalog_NTEGRA.pdf 或要求它直接地從我們的殷勤經理在這家總店。

來源: NT-MDT Co。
關於此來源的更多信息请請參觀 NT-MDT Co。

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

Last Update: 13. June 2013 20:49

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