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仪器讲座:Nanoscale IR Spectroscopy: where AFM meets IR

文章来源:    发布时间:2015-05-14

  魏琳琳 博士,玛瑞柯(上海)贸易有限公司

纳米红外光谱技术(AFM-IR)创造性地将原子力显微镜技术与红外光谱技术结合到一台设备中,实现100nm以下空间分辨率的红外吸收光谱测试。纳米红外光谱测试的关键技术是光热诱导共振技术:红外光束照射到样品上,样品吸收特定波长的辐射波,产生的热量引发样品快速热膨胀,从而使AFM探针的微悬臂产生共振震荡。采用傅里叶变换提取共振震荡的振幅信号,建立其与光源波长的关系就可以得到局部红外吸收光谱,也可以得到特定波长下的红外吸收成像。2010年美国Anasys仪器公司利用该技术推出了纳米红外吸收光谱仪产品(nanoIR系统),实现了材料表/界面纳米尺度的红外光谱分析。 

AFM-IR技术采集的光谱与FTIR高度吻合,可进行未知物的成分分析,实验结果具有很好的重现性,光谱采集时间只需要1分钟,可以在纳米尺度研究材料表面的官能团及其分布、组分分布和相分离结构、微区的结晶结构、原子的排列和分子取向等。纳米热分析技术和LCR接触共振成像技术可进行纳米尺度的热物性分析和纳米力学性能分析。 

nanoIR系统将AFM成像和定位功能、红外吸收光谱测量、纳米热物性测量、纳米机械频谱测量集成到一台设备中,可以提供包含表面形貌、分子吸收光谱、机械性能、热学性能在内的全面的原位扫描成像和光谱分析,帮助我们更好地在纳米尺度上研究材料的表面/界面。