随着扫描探针显微镜(SPM)在二十世纪八十年代的出现,大气环境中的纳米尺度成像成为了可能。该技术使材料表面各种物理特性的表征得以快速持续的发展,然而如何实现纳米尺度的的化学结构表征仍是***项挑战。
拉曼光谱为分子结构和化学组分分析提供了有效的解决方案,广泛应用于材料科学和生命科学领域。但是这种方法的空间分辨率在很大程度上受限于光学衍射极限。
因此,将这两种技术结合是极富吸引力和挑战性的,引领我们进入纳米光学的世界。在该领域,HORIBA Scientific 通过几十年的经验积累和努力,开发了***套 NanoRaman 的整体解决方案,使其成为***个通用且功能强大、使用简便、快速可靠的分析工具。
重要特征
高分辨样品扫描器,扫描样品面积从纳米尺寸至样品台极限
全自动操作,极大缩短了测试时间
高空间分辨率,自动成像平台,多种显微镜可视观察系统
*多只有三面反射镜,灵敏度和光通量得到极大提高,提高设备稳定性
多光栅自动切换,宽的光谱范围用于拉曼和 PL 测试
通过针尖增加拉曼光谱 (TERS) 成像,实现 10nm 的空间分辨率
多种 SPM 模式,包括 AFM、导电 AFM、开尔文、STM 模式,可以子在液体和电化学环境下测试,通过 TERS 和 TEPL 技术,可同时获得化学信息成像通过***台电脑即可控制及使所有功能。另外,SPM和光谱仪也可以单独控制使用
采用新***代 50 KHz 高频调制 SPM 扫描器,远离生活噪声,具有高信噪比和稳定性
具有顶部、底部、侧向等多个方向拉曼探测能力,满足各方面应用研究需求
强有力的的物理、化学结构表征工具
・ 可同时进行 SPM 和拉曼光谱测试
・ 顶部和侧向均可使用高数值孔径 ×100 物镜,使得同区域测量能获得更高的空间分辨率,针尖增强拉曼 (TERS) 具有高的信号收集效率
・ 通过 SWIFT XS 和 EMCCD 探测器可以实现高通量信号收集能力和快速扫描速度
・ 宽光谱范围:从深紫外到近红外
・ 可选配 HORIBA 拉曼光谱仪系统以获得高光谱性能
・ ***键完成“悬臂梁 - 参考激光”对准及调谐频率优化,无需手动调整
・ 换针尖时无需移动样品,换完针尖后还能很容易回到原来样品位置
・ 通过物镜扫描器自动完成拉曼激光与 TERS 针尖耦合
・ 通过***台电脑即可完全控制
操作简单的TERS系统
拉曼和扫描探针显微镜可以偶联成为***套系统,同Omni TM 型号的 TERS 探针,可同时获取样品表面形貌和 TERS 光谱。
HORIBA 的 NanoRaman 系统结合 Omni TM 的 TERS 针尖提供了理想的增强方案。
・ 适用不同方向的 TERS 耦合 : 顶部、侧向和底部
・ 多层结构:针尖优化*小化的减少硅衬底中光谱干扰
・ 惰性气体包装延长针尖的使用寿命
・ 具有特殊保护层的 Ag 针尖能够防止大气环境下氧化
在 TERS 系统,拉曼激光1聚焦到镀有金或银的针尖尖头2,选择合适的激发波长,在针尖十几纳米附近产生局域等离子体共振效应3,拉曼信号强度和局域电场成正比,增强的热点和样品接近就会极大地增强样品的拉曼信号,达到 105 或者 106 4。
拉曼和扫描探针显微镜可以偶联成为***套系统,同区域成像测试是在同***个区域内同时或者连续获得 AFM 图和拉曼成像图。
AFM 和其他的 SPM 技术如 STM, 音叉模式(正交力和剪切力)可以提供表面形貌,力学性能,热学性能,电学和磁学性能以及分子分辨率测试,另***方面共焦拉曼光谱和成像提供材料的化学信息,受到空间分辨率的限制。
HORIBA 提供***系列的测试样品包括单壁碳纳米管和氧化石墨烯,适当的分散可以做 TERS 成像。样品用来展示 AFM 的分子分辨率,通过 TERS成像展示 20 nm 的空间分辨率。
集成化软件――***个软件控制 NanoRaman的数据采集
・ 集成化软件:***个软件即可控制NanoRaman 整个平台(包括单独AFM、拉曼、光致发光、同区域成像测试和 TERS)
・ 强大的 Labspec6 软件:集成多变量分析模块,***键完成PCA,MCR,HCA,DCA 分析
・ 独有的 Spec-top 成像模式:Spec-top为特有的轻敲模式,根据设置的步进轻敲样品,这样既保留了针尖的尖锐度,也提高了 TERS 信号的放大倍数。
・ Dual-spec 模式:Dual-spec 可以同时获得近场增强信号和远场拉曼信号,基于差谱的方法扣除远场拉曼信号,获得高空间分辨率的 TERS 成像图
多变量分析:全矩形扫描区域会消耗大量时间,可以在 AFM 图上选择不规则区域来做成像
・ 曲线图:力曲线测试反映材料的硬度或者吸附力分布,力学常数