天狼
第1楼2015/01/29
一点个人见解:
AFM-Raman和TERS的意义:
1. 首先要明白这两个技术是为材料表征(不管纳米材料还是分子)服务的;随着纳米技术的发展,科研和工业界对材料的化学与物理信息的深刻探索,必然要求表征技术具有更高的空间分辨率和化学信息。 AFM-Rman及TERS都是这一类派生的技术,但又有着不一样的意义:
AFM-Raman是为了实现材料的形貌信息与分子键的化学信息一一对应,但在空间分辨率却有着很大的差距,AFM-横向<10 nm, 纵向<0.5 nm, 共焦Raman-横向>200 nm, 纵向>700 nm; 虽然二者分辨率存在这么大的差异,但对材料分析和理解大大帮助;
这一技术的商业产品已经很多,如德国品牌WITec(全球最早的), JY/Renishaw-Nannonics/NT/Vecco等, 然而然而,这一技术并没有解决任何真正的物理问题,只是方便了实验工作者操作,因为大部分情况两个单独的设备再加上样品标记就可以解决,商业产品的具体方便性如何往往依赖于产品的软硬件的兼容性等等。
TERS虽然可以被认为是起源于AFM-RAMAN的联用技术,但说AFM与SERS的联用更为准确。 因为TERS的基本原理是基于AFM探针上的金属纳米结构的表面等离子体共振引发的强局域电磁场,该磁场以距离的e负指数衰减,局域在距离探针10-30 nm范围;当激光照射在这类探针上,强电磁场既可以增强周围材料的拉曼信号,也可以大大增加化学信息的空间分辨率:10-30 nm,而且还有AFM同步测得形貌信息。 进而实现形貌信息与化学信息的纳米级一一对应。
但这一技术大大受限于探针上金属表面等离子体产生的电磁场的增强效应,稳定性和可重复性(这也是SERS基底发展瓶颈); 目前这项技术基本还处于实验室研究状态。
天狼
第2楼2015/01/29
另外,共焦显微拉曼与单纯的拉曼散射相比,除了能滤除非焦面的杂散光外,还有什么优势?共焦拉曼追求高分辨的意义何在?如果单纯为了提高分辨力,TERS不是更好么?TERS会成为主流方向?
共焦显微拉曼与普通拉曼系统
1. 共焦显微镜与拉曼系统的联用可谓是拉曼发展史上重要的一步,为后来实现二维/剖面/三维扫描拉曼成像的基础
2. 相比于普通拉曼,共焦拉曼大大抑制焦平面外的杂散光,对提高拉曼光谱的信噪比和光谱分辨非常重要;
3. 由于共焦效应,便可以获得单个确定的微纳结构的拉曼光谱;也可以获得高分辨拉曼光谱的二维三维空间分布。
TERS的空间分辨很高,但由于拉曼激发体积太小,信号非常弱,再加上TERS增强效应的稳定性及重复性非常不好,因此TERS暂时都处于实验室阶段,只有突破了上述技术障碍才有可能成为主流;
airjx
第5楼2015/02/04
谢谢天狼的解释,你的解答我可以总结为以下几点么?
1.AFM-raman和TERS 都是纳米技术发展对高分辨追求的必然产物;
2.AFM-raman 是两个仪器的单纯结合联用,其意义在于方便实验者操作,而TERS属于一种新技术,是一个仪器;
3. 共焦拉曼极大的提高了光谱的信噪比及分辨力;
4. 共焦拉曼追求高分辨的意义在于其可以获得单个微纳结构的拉曼光谱,同时也顺应了纳米技术的发展需求?
5. TERS由于重复性及稳定性的原因,尚且停留在实验室阶段,还不能成为主流拉曼技术手段。
以上几点不知道我理解的对不对,尤其是第4点,再次谢谢天狼的回复。
天狼
第7楼2015/02/08
天狼
第9楼2015/02/11
谢谢你的分享,拜读您的ppt之后,有一个小疑问:
第12页ppt里的AFM-Raman联用追踪问题: 利用AFM形貌来保证共焦拉曼的共聚焦。
对此,本狼觉得这两项技术的联用并不能真正解决这个问题,此说法不够严谨:
1. AFM-Raman的同步联用中,AFM探针与激光光斑中心是不可能重合的,至少确保1um的距离,不然激光会被探针散射。 提前或者滞后1um的Z轴调整,很明显并不能实现每一个位置的共焦。
2. 对于薄膜材料,问题1的影响可能并不大。 但对于样品表面高度差超过10 um,这个联用根本不可能实现拉曼的共焦。
AFM-Raman的联用实质上为了实现化学信息与形貌信息,甚至纳米力学信息的一一对应。
zikgreen
第10楼2015/02/12
亲,ppt就是个摘要,其实那是个视频。
联用激光是闭环扫描的,精度是100um÷(2的18次方),比1um还是要小很多的。。。
AFM确实扫不了10um以上的,所以也就没法联了