Рамановское 2D сканирование поверхности для исследования материалов

Области использования графена 
Транзисторы на основе графена, функционирующие эффективнее на более высоких частотах по сравнению с силиконовыми устройствами.
Газовые сенсоры, чувствительные к одному атому, молекуле
Мембраны для просвечивающей электронной микроскопии
Инертные покрытия, толщиной в несколько атомов, защищающие от воздействия большинства активных кислот и щелочей

 Области применение наноуглеродных трубок
Энергетика
Здравохранение
Окружающая среда
Электроника

Изучение свойств графена с помощью Рамановской спектроскопии

Графен представляет собой монослой атомов углерода, собранных в гексагональную решетку.1 Многочисленные специфические свойства материала делают его идеальным объектом для фундаментальных исследований и открывают обширные возможности его практического применения в будущем. Сегодня, в то время как наука на базе графена изучает законы ядерной квантовой физики, промышленность разрабатывает принципиально новое поколение устройств, гораздо меньших по габаритам по сравнению с приборами на основе привычных металлов и полупроводников.

Быстрый и точный способ определения количества слоев графена имеет большое значение для ускорения исследований этого материала. Хотя метод измерения с помощью атомно-силовой микроскопии (АСМ) является наиболее понятным способом определения количества слоев графена, он требует больших временных затрат. Рамановская спектроскопия (спектроскопия комбинационного рассеяния света) на данный момент является наиболее эффективным способом определения количества слоев графена без разрушения его кристаллической решетки.

Рамановское сканирование графена

Метод Рамановской спектроскопии позволяет определять количество слоев графена на основании отношения интенсивностей G и 2D пиков — двух хорошо исследованных и характерных пиков в Рамановском спектре графена. Сканирование подложки, на которой формируется графен, позволяет визуализацию поверхности подложки и построение ее карты в зависимости от интенсивности Рамановских линий графена в каждой точке. Во всех университетах мира ученые экспериментируют с новыми способами получения графена. И в большинстве случаев Рамановская спектроскопия оказывается единственно надежным инструментом для доказательства эффективности нового метода.

Спецификация

Размер типичного флейка графена – всего около 5 микрон (речь идет о графене, полученном в лабораторных условиях, методом расщепления природного графита), и самый простой способ найти почти прозрачные флейки и отличить монослой от двухслойного образования состоит в создании Рамановской карты (мэппинг). Для качественного мэппинга требуется специальное, отвечающее специфичным требованиям, оборудование.

Рамановский Микроскоп РамМикс M532® (продукт «EnSpectr») является незаменимым инструментом во множестве различных областей применения и исследований. Пространственное разрешение 1 мкм, спектральное разрешение 4-6 см-1 и высокое качество получаемых спектров являются гарантией измерений с высокой точностью при меньших временных затратах на анализ. Дополнительно оснащенный моторизованной двукоординатной подвижкой (с шагом от 0,36 μм), РамМикс M532® позволяет делать высокоточный мэппинг больших поверхностей. РамМикс M532® эффективно работает даже на малой мощности лазера (мощность лазера регулируется), что является дополнительной гарантией сохранения целостности исследуемых материалов.

Преимущества РамМикс M532®:

• Удобная фокусировка: позиционирование образца и фокусировка могут осуществляться с помощью цифровой камеры;
• Качественные измерения: точность измерений спектра за короткий временной интервал;
• Простота использования: понятный и удобный интерфейс ПО EnSpectr с функцией 2D мэппинга, автоматическая обработка данных;
• Доступная цена: значительно ниже, по сравнению с аналогичными решениями для Рамановского 2D мэппинга, представленными на рынке;
• Безопасность и аккуратность: повреждение образца невозможно из-за низкой мощности лазера.

Программное обеспечение EnSpectr для 2D мэппинга

Программное обеспечение является одним из ключевых элементов для качественного мэппинга. ПО EnSpectr для 2D мэппинга обладает интуитивно понятным интерфейсом, доступно в освоении и использовании, и показывает высокую скорость обработки данных.
Программное обеспечение EnSpectr поддерживает гибкое управление данными и позволяет настраивать следующие параметры:

• Время экспозиции и число усреднений
• Размер шага и количество шагов
• Характерные линии (с указанием области спектрального диапазона)
• Корректировка начальной точки сканирования

Результат мэппинга показан на рис. 3. Более светлые квадраты соответствуют областям с самой высокой относительной интенсивностью линии и наоборот.

Раман спектроскопия для исследования углеродных нанотрубок.

Углеродные нанотрубки являются трубчатыми цилиндрами атомов углерода, которые имеют потрясающие механические, электрические, тепловые, оптические и химические свойства. Необыкновенные свойства углеродных нанотрубок позволяют исследователям и компаниям рассматривать вопрос об применении их во многих областях. Раман спектроскопия имеет отличное пространственное разрешение (~ 1 мкм) и высокую чувствительность (позволяет изучать одиночные нанотрубки); она требует минимальной подготовки проб и является весьма информативной.
Раман спектроскопия является наиболее выгодной методикой для определения характеристик
углеродных нанотрубок. Она позволяет проводить все виды анализа углеродных нанотрубок: от
рутинной проверки материала до фундаментальных исследований оптических, механических,
электрических параметров.