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纳米能源所仪器开放共享 | 平台资源(七)
来源:公共技术服务中心发布时间:2025-03-04

仪器开放共享 | 平台资源 

北京纳米能源与系统研究所公共技术服务中心微纳制造与加工技术平台拥有各类设备200余台,其中很多设备可用于二维材料器件制备工艺以及性能测试,本次介绍其中1台检测设备。中心秉持“开放共享、协同创新”的理念,积极拓展与国内外科研机构的合作交流,包括接纳外来用户经过培训后独立使用设备,提供微纳加工、材料制备、分析测试、技术咨询等灵活多样的对外服务形式。

设备联系方式: 

赵老师  zhaohuabo@binn.cas.cn

岳老师  yuechuan@binn.cas.cn 

联系电话:010-60688310/8332


红外原子力显微镜 


基本信息

品牌:Bruker

型号:Nano IR3

产地:德国

设备联系人:赵老师


主要用途

该设备采用独有专利的光热诱导共振技术(PTIR,也称AFM-IR)将原子力显微镜与红外结合突破传统光学衍射极限的光学显微系统,其基本原理是基于原子力显微镜针尖诱导的局域光场增强效应。通过将入射红外激光聚焦到针尖上,散射的红外光的强度和相位取决于针尖和样品之间的近场相互作用,其成像和光谱空间分辨率可以达到10纳米(主要取决于针尖的曲率半径)。该技术可以在纳米尺度上有效地提供样品的电学性质(例如局域电导、载流子浓度、等离子激元等)和催化反应物种以及生物样品的振动谱学信息,这些材料信息将有效地促进人们对新型材料微观性质、催化反应机理的理解,从而指导新型纳米功能材料的合成。

  

应用领域

1.环境科学:

1)水体中纳米塑料的检测

2)微塑料的老化和降解检测

3)气溶胶中微颗粒检测

2.地质科学:

1)页岩和陨石中固态有机质分析

2)月壤/岩屑成分分析

3.高分子科学:

多相结构、多层膜结构、聚合物表界面化学解析

4.生命科学:

蛋白质二级结构/细胞/细菌/组织以及药物学

5.材料科学:

电池、有机铁电材料、复合材料等

  

设备性能

1.AFM成像模式:力调制模式、开尔文探针力模式、力校准模式,具备静电力显微镜和导电原子力显微镜功能等

2.红外光谱图像空间分辨率:10nm

3.红外光谱范围:8001850cm-1,线宽优于2.0cm-1

4.X-Y-Z扫描范围 50 µm x 50µm x 6 µm

使用要求

1.普通样品:

1)样品表面越平整,更容易获得准确的结果(RMS<50 nm);

2)最大样品尺寸:10x10 mm2,最大样品高度:3.5 mm

3)最小厚度要求:>20 nm;最高单分子层灵敏度(必须使用平整的Au衬底)

2.高分子聚合物/复合材料:

1)切片/冷冻切片,与TEM切片相同,厚度100-500 nm,薄片沉积在镀金硅片、红外光透光基片(如:ZnS , ZnSe, BaF2)或云母片等表面平整的基片上;

2)旋涂在硅片、镀金硅片、玻璃片、高定向热解石墨等表面平整的基片上;

3)气相蒸镀在表面平整的基片上;

4)滴在硅片或镀金硅片上,吹干或者自然风干。

应用展示

1.钙钛矿异质结热作用老化前后AFM-IR表面分析

利用AFM-IR模块对钙钛矿异质结表面的FA+离子中的C=NH2+化学键进行成像(1712 cm-1

(Nature Energy, 2023, doi.org/10.1038/s41560-023-01205-y)

2.CH3NH3Pbl3溶液在沉积和退火后的检测图像

通过AFM-IR和光电检测器检测的CH3NH3Pbl3溶液沉积和退火后在140℃(e,f)的高度图像(上行)和相应的AFM-IR图像(下行)

Adv.Mater.,2015


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