Het Onderzoek van het zelf-Geassembleerde Oxyde Nanoparticles die van het Ijzer N8 TITANOS gebruiken en D8 Ontdekken van Nano Bruker

Besproken Onderwerpen

Ongeveer Nano Bruker
Inleiding
De Voorbereiding van de Steekproef
Experimentele Opstelling voor AFM (N8 TITANOS)
Resultaten AFM
Experimentele Opstelling voor GISAXS (D8 ONTDEKT)
Theorie GISAXS
De Parameters van de Meting
Resultaten GISAXS
Conclusie

Ongeveer Nano Bruker

Nano Bruker verstrekt de Atoomproducten van de Kracht van de Microscoop/van de Microscoop van de Sonde van het Aftasten (AFM/SPM) die van andere in de handel verkrijgbare systemen voor hun robuuste ontwerp en handigheid, terwijl het handhaven van de hoogste resolutie duidelijk uitkomen. NANOS die hoofd meten, dat deel al onze instrumenten uitmaakt, wendt een unieke vezeloptische interferometer voor het meten van de cantileverafbuiging aan, die de opstelling zo compact maakt dat het neen groter is dan een standaarddoelstelling van de onderzoekmicroscoop.

De vaste basis voor de kwaliteit van onze microscopen is een team van ervaren wetenschapper en ingenieurs met een achtergrond van meer dan 15 jaar in de zaken AFM.

Inleiding

Het zelf-Geassembleerde ijzeroxyde werd nanoparticles onderzocht gebruikend zich de atoomkrachtmicroscopie (AFM) en verspreiden van de weiden-weerslag het small-angle Röntgenstraal (GISAXS).

De atoomkrachtmicroscopie werd uitgevoerd gebruikend een systeem van Bruker N8 TITANOS en toonde een dichte deeltjesdistributie over de steekproefoppervlakte. Zijn diepte en het zij profileren maken een raming van de de deeltjesgrootte en vorm en inleidende informatie over het opdracht geven tot van de voorwerpen. De metingen van de Röntgenstraal werden uitgevoerd met D8 ONTDEKKEN diffractometer met våntec-2000 2-D gebiedsdetector. Dit laat een lange-afstands, statistisch-het gemiddelde genomen van analyse over de gehele oppervlakte van de onderzochte nanoparticle steekproef FeO toe. De vorm en de grootte van de deeltjes evenals de inter-particle afstand werden geëvalueerd gebruikend ver*vormen-golf Geboren die benadering (DWBA) in de software LEPTOS wordt uitgevoerd. Verscheidene modellen werden geverifieerd om de correlatiekenmerken van de nanoparticlespositie te analyseren.

De verkregen resultaten tonen een consistentie van de nanoparticledimensies aan zoals die met de methodes van AFM en van de Röntgenstraal wordt gemeten. De conventionele de diffractieopstelling van de niet-synchotronRöntgenstraal verstrekt voldoende gegevenskwaliteit voor uitvoerige evaluatie van de onderzochte steekproeven.

De Voorbereiding van de Steekproef

Het ijzeroxyde werd nanoparticles samengesteld door een reactie op hoge temperatuur van de oplossingsfase van metaalacetylacetonates (Fe (acac)₃) met hexadecanediol 1.2, oliezuur en oleylamine in phenylether. Het Tolueen werd gebruikt als oplosmiddel. FeO nanoparticles is super-paramagnetic bij kamertemperatuur (de het blokkeren temperatuur T is 22 K). Voor zelf-assembleert studies, werden 5 dalingen µL van een colloïdeoplossing gedeponeerd manueel op de substraten van Si met een inheemse laag₂ SiO over een gebied van 1 cm². De dalingen waren droog in lucht bij kamertemperatuur.

Experimentele Opstelling voor AFM (N8 TITANOS)

De Atoom krachtmicroscopie (AFM) is een techniek van de oppervlakteinspectie. Een zeer scherp uiteinde (straal < 10 NM) dat aan een cantilever wordt afgetast langs de steekproefoppervlakte en ontdekt de topografie in bijlage is.

Het Aftasten kan of op contact of dynamische wijze worden gedaan. Op dynamische wijze oscilleert de cantilever dichtbij zijn resonerende frequentie. De schommelingsomvang en de bevochtiging bepalen of de meting op intermitterende contact of niet-contactwijze wordt gedaan. Met Bruker Nano AFM kunnen deze waarden zeer nauwkeurig worden aangepast aangezien de schommelingsomvang automatisch gekalibreerd in NM is. N8 TITANOS is een grote steekproef AFM voor het analyseren van steekproeven tot 300 mm x 300 mm met een niveau zeer met geringe geluidssterkte in Z onder 0.05 NM.

Figuur 1. a) 300 het aftasten van de NM x 300 NM topografie van FeO deeltjessteekproef. B) het Gezoem in a), tast grootte 85 NM x 85 NM af. De witte lijn met pijlen wijst op positie van een lijnprofiel.

Resultaten AFM

De resultaten in cijfers 1 tot 3 worden getoond werden bereikt gebruikend regelmatige cantilevers die op intermitterende contactwijze meten (8 NM vrije omvang, 39% die temperen).

De verschijning van de deeltjes in figuur 1 leidt tot de veronderstelling dat zij van sferische vorm zijn en dicht ingepakt. Om de grootte van deze deeltjes te bepalen werd een dwarsdoorsnede getrokken over het centrum van een aantal aangrenzende deeltjes zoals die in figuur 1B wordt vermeld. Het profiel in figuur 2 wordt getoond werd gehaald uit deze dwarsdoorsnede die. De blauwe en rode pijlen (figuren 1B en 2) wijzen op de positie van hoogtemaxima van twee representatieve naburige deeltjes. De afstand van 6.44 NM tussen maxima leidt tot de conclusie dat de deeltjes een diameter van ca. 6.4 NM hebben. Figuur 3 toont een 3D vertegenwoordiging van het aftasten. Het bevestigt zowel de veronderstellingen dat de deeltjes sferisch en dicht ingepakt zijn.

Figuur 2. Het profiel van de Lijn van figuur 1B). De blauwe cirkels wijzen op de sferische deeltjes, de pijlen de posities van maximumdiehoogte (deeltjesbovenkanten) voor groottebepaling worden gebruikt.

Figuur 3. 3D vertegenwoordiging van het 300 NM x 300 NM AFM aftasten. De sferische vorm en de dichte verpakking van deeltjes zijn duidelijk zichtbaar.

Experimentele Opstelling voor GISAXS (D8 ONTDEKT)

Röntgenstraal die van de Hoek van de weiden-weerslag werd de Kleine (GISAXS) Verspreiden zich eerst geïntroduceerd in 1989 als nieuwe techniek om structuren op of dicht bij de oppervlakte te onderzoeken. Bij het weiden weerslag, ondergaat de inherente straal totale externe bezinning als de hoek onder de kritieke hoek is. Het Aftasten van de invalshoek van onderaan aan boven de kritieke hoek is daarom een soort het niet-destructieve diepte profileren. Dit wordt gebruikt voor conventionele het reflectievermogenmetingen (XRR) van de Röntgenstraal, die voor de verschillen van de elektronendichtheid langs de normale oppervlakte gevoelig zijn. GISAXS anderzijds is gevoelig voor in-vlakke correlaties in de oppervlakte en de interfaces. Daarom kunnen de periodiek verdeelde variaties van de elektronendichtheid (hoogte-hoogte correlaties b.v.) of lichtjes onder de oppervlakte worden onderzocht. Bovendien is het signaal GISAXS zeer gevoelig voor oppervlakteruwheid.

Figuur 4. D8 ONTDEK met bijlage

Vandaag, is GISAXS een algemeen gebruikte techniek voor onderzoeken van quantumpunten, dunne organische die films, of nanomaterials op oppervlakten wordt geschikt. Het Weiden de weerslagSAXS experimenten vereisen zowel een hoge primaire straalintensiteit als een lage straaldivergentie zo tot nu toe de meeste experimenten GISAXS bij synchotron zijn uitgevoerd. Nu ONTDEKT D8 het gebruiken van de Bron van de Micro- Röntgenstraal van de Nadruk (IΜS) en de våntec-2000 2-D detector stelt dit opwindende gebied voor laboratoriuminstrumenten open.

Theorie GISAXS

De Verspreide Intensiteit van de Röntgenstraal binnen DWBA omvat zowel coherente als onsamenhangende (diffuse) componenten:

I_d is het diffuse verspreiden zich, veroorzaakt door de schommelingen van geometrische grootte van nanoparticles, hangt het van de functies van de oneparticledistributie af dichtbij de gemiddelde waarden:

Coherente component I_c hangt van de functie g van de paarcorrelatie_l (r) voor distributie van nanoparticles af binnen het vliegtuig, dat met de oppervlakte parallel is:

De Parameters van de Meting

De metingsparameters worden gegeven in de lijst.

Figuur 5. Verspreidende intensiteit voor sferische en cilindrische die deeltjes, met LEPTOS G worden berekend

Resultaten GISAXS

Het softwarepakket LEPTOS G werd gebruikt voor de evaluatie van de kaarten GISAXS.

Verscheidene kaarten GISAXS zijn tweede geregistreerd bij verschillende weerslaghoeken. Voor elke hoek, zijn verscheidene kaartsecties gepast gelijktijdig met vaste steekproefmodellen (de correlaties van het hard-Gebied, Gaussian parameterdistributie, de Volledige vorm van het gebieddeeltje), de veranderlijke waarden van de deeltjesgrootte (diameter D) en interparticle afstanden (zijcorrelatielengte L). Het bijzondere die resultaat voor een sferische deeltjesvorm is wordt verkregen:

D = 6.4 ± 0.5 NM; L = 6.2 NM

Figuur 6. 2D kaart GISAXS

Conclusie

Het huidige werk bewijst de techniek GISAXS aangezien een betrouwbare methode voor uitvoerige evaluatie van nanoscale bezwaar heeft. De golflengte van Röntgenstralen staat de karakterisering van nanoparticles met afmetingen neer aan nanometerscale toe. De Röntgenstraalgrootte maakt het mogelijk om de statistisch-het gemiddelde genomen van parameters over een groot verlicht gebied te evalueren. De Nauwkeurige gegevensanalyse, die van zich zowel het coherente als diffuse verspreiden rekenschap geven, levert een brede reeks nanoparticles' parameters (vorm, grootte, correlaties, distributies).

De Moderne bronnen en de detectors van de Röntgenstraal laten binnenshuis evaluatie zonder toevlucht aan externe laboratoria toe. De resultaten AFM bevestigen de Gisaxs- gegevens, en leverings structurele informatie op korte termijn om de lange-afstands resultaten aan te vullen GISAXS.

Bron Bruker AXS - AFM en SPM

Voor meer informatie over deze bron te bezoeken gelieve Bruker AXS - AFM en SPM