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DuoScan在纳米材料中的应用-Horiba
DuoScan 在纳米材料中的应用
引言
纳米材料是指三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围(1-100nm)或由它
们作为基本单元构成的材料。当材料的结构具有纳米尺度调制范围时,会出现小
尺寸效应、表面与界面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等纳米效应。这
些效应使纳米材料呈现出许多特异的性能。拉曼光谱是纳米材料表征的重要手段
之一,因其对样品无损并能提供大量信息,它越来越多的被应用到纳米材料的研
究中。
DuoScan 是HORIBA Scientific 拉曼光谱仪选配的大光斑快速扫描附件。它
可一次覆盖较大的测试区域,也可以50nm 微小的步长在不移动样品的情况下对
样品进行精细扫描,避免了样品的相对位移,对纳米尺寸样品的精细检测提供了
有力的手段。
DuoScan 工作方式
DuoScan 通过特殊的设计使得它能实现很多普通成像附件所不能实现的功
能。
DuoScan 成像附件可快速、均匀的扫描特定的区域;可适用于 220nm 到
1600nm 的光谱检测;同时可实现真共焦的空间分辨率;使用精细扫描模式时,
最小步长可为50nm 。
DuoScan 有三种检测模式(如图1 所示),每种模式都有其独特的优势。
1、 大光斑模式:获得区域平均光谱。对激光能量敏感的样品,可减小
或避免对样品的破坏。
2 、 精细扫描:DuoScan 可使扫描步径达到 50nm,并且扫描时样品本
身不移动,避免样品相对位移。
3、 大光斑+XY 自动平台扫描:可快速、无死角的在大面积样品中有哪些信誉好的足球投注网站
感兴趣的微小区域。
①① ②② ③③
图 1 DuoScan 的三种工作模式 ①大光斑模式 ②精细扫描模式 ③大光斑+XY 自动平
台扫描
DuoScan 在纳米材料中的应用实例
1 碳纳米管
碳纳米管(Carbon nanotubes, CNTs )可以因直径或手性不同而呈现很好
的金属导电性或半导体性,此外碳纳米管的长径比非常大,相较于管径方向沿长
度方向的热交换性能很高,故通过合适的取向可合成各向异性的热传导材料等。
拉曼光谱能对碳纳米管管径及手性特征进行提供简单便捷的检测。但碳纳米
管在普通显微镜下是不可见的,如何在大范围的衬底上快速找到分散的碳纳米管
并精确对其检测分析变得尤为重要。
图3①为样品扫描电镜图像。若用常规的逐点成像方法而不漏过样品需要采
集点数多(如 100×100μm,普通成像需测试 10000 点),非常耗时。如使用
DuoScan 的大光斑联合XY 自动平台进行扫描,找到样品的时间会大大缩短。
如图3 中②所示,在600×600μm 区域中散布着4 根碳纳米管,通过 DuoScan
的大光斑+XY 自动平台方式扫描,可以迅速找到目标样品。
在这些碳纳米管中,假如我们对其中之一的生长取向、手性、管径或层数有
更多的研究需求,也可通过DuoScan 精细扫描模式对其进行分析以获得高质量、
高分辨率的成像谱图。如图③所示,为碳纳米管的中间一个微小区域的成像。
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