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德國(guó)neaspec納米傅里葉紅外光譜儀nano-FTIR---具有10nm空間分辨率的納米級(jí)紅外光譜儀

德國(guó)neaspec 納米傅里葉紅外光譜儀nano-FTIR



---具有10nm空間分辨率的納米級(jí)紅外光譜儀




。反射式 AFM-針尖照明
。標(biāo)準(zhǔn)光譜分辨率: 6.4/cm-1
。保護(hù)的無(wú)背景探測(cè)技術(shù)
?;趦?yōu)化的傅里葉變換光譜儀
。采集速率: Up to 3 spectra /s

。高性能近場(chǎng)光譜顯微優(yōu)化的探測(cè)模塊

??缮?jí)光譜分辨率:3.2/cm-1

。適合探測(cè)區(qū)間:可見(jiàn),紅外(0.5 – 20 µm)

。包括可更換分束器基座

。適用于同步輻射紅外光源 NEW



nano-FTIR 光譜與標(biāo)準(zhǔn)FTIR光譜高度吻合

在不使用任何模型矯正的條件下,nano-FTIR獲得的近場(chǎng)吸收光譜所體現(xiàn)的分子指紋特征與使用傳統(tǒng)FTIR光譜儀獲得的分子指紋特征吻合度(如下圖),這在基礎(chǔ)研究和實(shí)際應(yīng)用方面都具有重要意義,因?yàn)檠芯空呖梢詫ano-FTIR光譜與已經(jīng)廣泛建立的傳統(tǒng)FTIR光譜數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比,從而實(shí)現(xiàn)快速準(zhǔn)確的進(jìn)行納米尺度下的材料化學(xué)分析。對(duì)化學(xué)成分的高敏感度與超高的空間分辨率的結(jié)合,使得nano-FTIR成為納米分析的工具。



■ 納米尺度污染物的化學(xué)鑒定

nano-FTIR傅里葉紅外光譜儀可以應(yīng)用到對(duì)納米尺度樣品污染物的化學(xué)鑒定上。下圖顯示的Si表面覆蓋PMMA薄膜的橫截面AFM成像圖,其中AFM相位圖顯示在Si片和PMMA薄膜的界面存在一個(gè)100nm尺寸的污染物,但是其化學(xué)成分無(wú)法從該圖像中判斷。而使用nano-FTIR在污染物中心獲得的紅外光譜清晰的揭示出了污染物的化學(xué)成分。通過(guò)對(duì)nano-FTIR獲得的吸收譜線與標(biāo)準(zhǔn)FTIR數(shù)據(jù)庫(kù)中譜線進(jìn)行比對(duì),可以確定污染物為PDMS顆粒。



AFM表面形貌圖像 (左), 在Si片基體(暗色區(qū)域B)與PMMA薄膜(A)之間可以觀察到一個(gè)小的污染物。機(jī)械相位圖像中(中),對(duì)比度變化證明該污染物的是有別于基體和薄膜的其他物質(zhì)。將點(diǎn)A和B的nano-FTIR 吸收光譜(右),與標(biāo)準(zhǔn)紅外光譜數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)比, 獲得各部分物質(zhì)的化學(xué)成分信息. 每條譜線的采集時(shí)間為7min, 光譜分辨率為13 cm-1. ("Nano-FTIR absorption spectroscopy of molecular fingerprints at 20 nm spatial resolution ",F. Huth, A. Govyadinov, S. Amarie, W. Nuansing, F. Keilmann, R. Hillenbrand,)Nanoletters 12, p. 3973 (2012))





■ 二維材料氮化硼晶體中聲子極化激元的研究



范得瓦爾斯晶體是由層與層之間微弱的范德華力的相互作用構(gòu)成的薄層晶體,類似石墨塊中的石墨烯單原子層。這類晶體具有超導(dǎo)、鐵磁性、發(fā)光性等等特殊性質(zhì)。

S.Dai等人利用Neaspec公司的納米傅里葉紅外光譜系統(tǒng)(Nano-FTIR)研究了不同厚度的薄 層氮化硼晶體中的聲子極化激元(一種光子與光學(xué)聲子的耦合作用)。結(jié)果表明,極化波的傳播現(xiàn)象存在于氮化硼晶體表面,而且極化波的波長(zhǎng)隨著氮化硼晶體的厚度變化而變化。分析結(jié)果還可以得到表面聲子極化激元色散特性關(guān)系。這些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以很好的與理論模型相吻合。與石墨烯相比,氮化硼晶體的損失因子要小很多,所以氮化硼晶體中表面聲子波傳播距離相對(duì)較大。





■ 鋰電池充放電過(guò)程中的相位分布情況



I. T.Lucas等人利用Neaspec公司的納米傅里葉變換紅外光譜技術(shù)(nano-FTIR)對(duì)磷酸鐵鋰在鋰電池的充放電過(guò)程中的相位分布進(jìn)行了具體的研究。根據(jù)對(duì)不同充放電階段的正極材料紅外吸收光譜的研究,實(shí)驗(yàn)結(jié)果直接證明,充放電的中間過(guò)程部分脫鋰的正極材料同時(shí)存在磷酸鐵鋰與磷酸鐵兩種相位。通過(guò)建立三維層析成像的模型建立與分析,由磷酸鐵組成的外殼包圍由磷酸鐵鋰組成的核心的“外殼-核心結(jié)構(gòu)"模型解釋該實(shí)驗(yàn)所得結(jié)果。分析表明在脫鋰的過(guò)程中,核心部分的磷酸鐵鋰慢慢的變小直至最終消失。


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