拉曼光譜儀在奈米碳材的應用有哪些?
奈米碳材,例如奈米碳管(CNT, Carbon Nanotube)和石墨烯 (Graphene),能提供優良的電子和物理性能。石墨烯(2004年首次發表於「科學」雜誌)由高度結晶石墨的單一分子層構成,並且可以視為其他碳同素異形體的基本構成物,例如石墨,奈米碳管,富勒烯(Fullerenes)等的基本結構元件。奈米碳管可以視為單一石墨烯層的捲繞管。
拉曼顯微光譜儀(Raman Micro-spectroscopy)能夠用來觀察示奈米碳管的許多特性,利用拉曼顯微光譜儀,我們可以:
- 定位單一個奈米碳管
- 奈米碳管的直徑與對掌性 (chirality)
- 新材料的純度和質量評估
- 奈米碳管的電子行為(半導體/金屬)
- 石墨烯材料的層數
- 石墨烯結構的應力/應變特性
uRaman-Ci 是一部能夠執行 2D 掃描映射的拉曼光譜儀,至今已經有許多的石墨烯的研究應用案例,證實 uRaman-Ci 是一部非常適合相關研究的配備,其解析能力與效能,完全不輸現今市場的高階顯微拉曼系統,而且相較於大型高價的顯微拉曼系統來說,uRaman-Ci 的維護成本非常低。因為沒有可移動的部件,幾乎沒有維修的需求。價格上也遠比大型系統要來的低。目前正在使用 uRaman-Ci 顯微拉曼光譜儀的使用者,都非常驚豔於它的解析能力,若您正在進行石墨烯的相關研究,又苦無可以垂手可得的儀器設備可以隨時隨地取用,那麼 uRaman-Ci 將是您的首選。
下圖是uRaman-Ci 拉曼光譜儀對石墨烯的實測結果,設備是以 532nm 的雷射,搭配 NA0.9 (Nikon Plan Fluor) 100倍物鏡進行測量,並搭配X-Y自動載台進行樣品2D映射掃描。石墨烯樣品是在銅膜上用CVD生長方法製造,隨後將石墨烯轉移至280nm 的矽基材上。
圖A顯示石墨烯的光學影像,圖B是石墨烯 G-band (1580cm-1) 的2D拉曼掃描映射圖,圖C是石墨烯的 G'-band,D是G'/G 的結果,E則是顯示D圖上 (i), (ii), (iii) 點的拉曼 Shift 圖譜。