11 марта 2013 / Спектроскопия комбинационного рассеяния графеновых слоев

Свернуть меню
 


11 марта 2013 / Спектроскопия комбинационного рассеяния графеновых слоев

 

Спектроскопия комбинационного рассеяния графеновых слоев

 

3D сканирующий конфокальный микроскоп
комбинационного рассеяния

Междисциплинарные исследования на субмикронном уровне

  • Конфокальная микроскопия комбинационного рассеяния
  • Компактная модульная система
  • Широкий спектральный диапазон (UV, VIS, IR)
  • Высокая чувствительность
  • Высоко временная и температурная стабильность

 

Графен обладает множеством уникальных свойств (твердостью, значительной термической и электрической проводимостями, оптической прозрачностью,химической стойкостью), котрые делают его интересным для многих применений.

Для оптимизации технологии производства графена необходимы измерительные техники, обладающие высоким пространственным разрешением. Спектроскопия и микроскопия комбинационного рассеяния являются незаменимыми для данных целей, так как они могут поставлять информацию о толщине графеновых слоев, их структурной однородности и т.п.

В данном документе демонстрируется потенциал рамановского конфокального микроскопа Confotec MR520 (SOL instruments) для анализа графена.

Измерение спектров комбинационного рассеяния графена проведено в обратной геометрии при возбуждении лазером с длиной волны 532 нм. Графеновые слои получались их механическим отслоением от графита и переносом на SiO2/Si подложку. Толщина SiO2 составляла 300 нм. Тонкие слои достаточно прозрачны и изменяют интерференционную окраску в соответствии со своей толщиной.

Спектры комбинационного рассеяния тонких слоев, помещенных на Si/SiO2 подложке, показаны на Рис. 1,2. Две наиболее интенсивных особенности в спектре относятся к G (1580 см-1) и 2D (2700-2745 см-1) полосам. Спектры комбинационного рассеяния показывают характеристическую зависимость от толщины графена  (Рис. 1,2). Относительная интенсивость G-полосы увеличивается с числом слоев. 2D-пик несколько уширяется и смещается в длинновлоновую область спектра с увеличением числа слоев. Спектры комбинационного рассеяния графена с числом слоев более чем три уже мало отличны друг от друга.    

 

Заключение

Конфокальный микроскоп комбинационного рассеяния Confotec MR520 с успехом применен для неразрушающего контроля графеновых слоев. Спектры комбинационного рассеяния дают информацию о числе графеновых слоев.

 

 

 SOL instruments: спектрометр, рамановский микроскоп, эмиссионный спектрометр. confotec mr520 sait 800 

 

Рисунок 1

SOL instruments: спектрометр, рамановский микроскоп, эмиссионный спектрометр. grafen.fig1

Зависимость спектров комбинационного рассеяния от числа графеновых слоев:
- желтый цвет - монослой графена
- красный цвет - двойной слой графена
-
голубой цвет - три и более слоя

 

Рисунок 2

SOL instruments: спектрометр, рамановский микроскоп, эмиссионный спектрометр. grafen.fig2
Карта комбинационного рассеяния графеновых слоев (15х15 мкм), полученная при анализе интенсивности G-пика