石墨烯电解液界面中化学信息检测方案(红外光谱仪)

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QuantumDesign Quantum Design 中国子公司www.qd-china.com neaSNOM：10纳米分辨的近场光学显微成像nano-FTIR：10纳米分辨的傅里叶红外光谱仪 其特点包括： ·专利保护的散射式近场光学测量技术；-独有的极高空间分辨率10nm。 ·采用双光束设计，极高的光学接入角； -水平方向180°& 垂直方向60° 。专利保护的反射式光学系统；-兼容可见、红外、太赫兹光源。 ·专利保护的干涉式近场信号探测单元； ·基于高稳定性的 AFM 系统，优化了光学测量； ·流程化导航式软件设计、仪器操作简单； ·样品准备简单-常规的AFM 样品准备过程； ·适用于有机、无机、半导体、生物等样品研究。 德国 neaspec 公司利用其独有的散射型近场光学技术发展出来的 neaSNOM 超高分辨近场光学显微镜和 nano-FTIR纳米傅里叶红外光谱技术，使得纳米尺度化学鉴定和成像成为可能。这一技术综合了原子力显微镜的高空间分辨率，和傅里叶红外光谱的高化学敏感度，因此可以在纳米尺度下实现对几乎所有材料的化学分辨。 THz-neaSNOM：纳米级近场太赫兹成像和光谱系统 THz-neaSNOM 是德国 neaspec 公司在其独有的散射型近场光学技术基础上，发展出来的可应用于太赫兹波段的散射式近场光学成像和光谱系统，实现了一款纳米级的太赫兹近场仪器。 主要参数： 优于30nm 的空间分辨率； . 常用 THz 光范围：0.1-3THz； ·专利设计的宽波段抛面镜； ani·THz-TDS使用飞秒激光光源。hC neaSNOM-可拓展的针尖增强拉曼 (TERS) 功能： ·专利的双光路设计，易于拓展到拉曼功能， 自自动激光聚焦的功能，易于实现TERS 操作； ·近场成像+TERS，多角度样品分析+高空间分辨拉曼光谱。 石墨烯电解液界面的纳米红外研究ATR-IR是应用于电极电解液的原位界面表征的常用方法。然而该技术的探测深度在微米级别，而电极电解液的界面，如双电层，一般在纳米级别。因此ATR-IR得到的界面光谱信号受到电解液主体信号的严重干扰。加州大学伯克利分校的Salmeron教授利用nano-FTIR对石墨烯电解液界面进行原位研究，通过nano-FTIR可达10 nm的超高空间分辨率(探测深度)，对非热膨胀样品（石墨烯）的高敏感度，及无损伤的特点，实现了对单层石墨烯电解液界面的原位表征，真正获得了双电层的化学信息。研究人员发现，相较于传统的ATR-IR，nano-FTIR的红外光谱中可观测到界面独有的离子配位体，这得益于nano-FTIR的高灵敏度与高空间分辨率。同时，nano-FTIR支持样品台的接电设计，研究人员通过改变石墨烯电极的电压，观测到红外光谱的变化，说明了界面化学成分的变化，即双电层的变化。相关研究成果发表于Nano Letters, 2019, 19: 5388-5393.图5. 单层石墨烯电解液nano-FTIR原位研究实验设计示意图。 图1.（a）ATR-FTIR和nano-FTIR的(NH4)2SO4水溶液红外光谱。（b）nano-FTIR在+0.5V和0V vs. Pt的红外光谱。0V数据取2个位置共64组光谱的平均值，+0.5V数据取5个位置共112组光谱的平均值。