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研究人员探索红外纳米光谱的新深度

信息来源:星火计划 发布时间:【2020-08-15 】 点击次数:
来自CIC nanoGUNE(圣塞瓦斯蒂安)的Nanooptics组的研究人员证明,作为一种表面敏感技术而建立的纳米级红外成像技术可用于对表面以下100 nm以下的材料进行化学纳米识别。结果进一步表明,薄表面层的红外特征与相同材料的地下层的红外特征不同,可以用来区分这两种情况。最近发表在《自然通讯》上的这项发现将这项技术推向了三个方面的纳米级定量化学计量学的重要一步。
地下红外纳米成像(nanoGUNE)的插图。信用:Elhuyar Fundazioa
光学光谱与红外光,例如傅里叶变换红外光谱(FTIR),允许的有机和无机材料化学鉴定。可以用常规FTIR显微镜区分的最小物体的尺寸为微米级。但是,CIC nanoGUNE(圣塞瓦斯蒂安)的科学家使用nano-FTIR来分辨可能只有几纳米的物体。
 
在nano-FTIR(基于近场光学显微镜)中,红外光在扫描探针显微镜的尖锐金属化尖端处散射。在整个感兴趣的样品表面上扫描尖端,并使用傅立叶变换检测原理记录散射光的光谱。记录尖端散射光会产生样品的红外光谱特性,因此会产生位于尖端顶点正下方的区域的化学成分。由于尖端是在样品表面上扫描的,因此纳米FTIR通常被认为是一种表面表征技术。
 
但是重要的是,尖端对纳米聚焦的红外光不仅探测了尖端下方的纳米级区域,而且实际上探测了尖端下方的纳米级体积。现在,CIC nanoGUNE的研究人员表明,可以检测和化学鉴定位于样品表面以下的材料的光谱特征,深度可达100 nm。此外,研究人员表明,来自薄表面层的纳米FTIR信号与相同材料的次表面层的信号不同,可用于确定样品中材料的分布。值得注意的是,表面层和地下层可以直接与实验数据区分开,而无需耗时的建模。研究结果最近发表在自然交流。
 

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