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纳米傅里叶红外光谱仪 Nano-FTIR      
 

纳米傅里叶红外光谱仪Nano-FTIR
                             ------具有10nm空间分辨率的纳米级红外光谱仪

产品简介:

 
现代化学的一大科研难题是如何实现在纳米尺度下对材料进行无损化学成分鉴定。现有的一些高分辨成像技术,如电镜或扫描探针显微镜等,在一定程度上可以有限的解决这一问题,但是这些技术本身的化学敏感度太低,已经无法满足现代化学纳米分析的要求。而另一方面,红外光谱具有很高的化学敏感度,但是其空间分辨率却由于受到二分之一波长的衍射极限限制,只能达到微米级别,因此也无法进行纳米级别的化学鉴定。而Neaspec公司最新研发的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。

Neaspec公司的Nano-FTIR技术

现在Neaspec公司利用其独有的散射型近场光学技术发展出来的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。现代化学分析的新时代从此开始。

                            

Neaspec公司的散射型近场技术通过干涉性探测针尖扫描样品表面时的反向散射光,同时得到近场信号的光强和相位信号。当使用宽波红外激光照射AFM针尖时,即可获得针尖下方10nm区域内的红外光谱,即nano-FTIR.

散射型近场光学显微镜技术视频介绍:
 

近场光谱探测模块 (nanoFTIR)

图一: nano-FTIR工作原理. 将一束宽带中红外激光耦合进入近场显微镜(NeaSNOM),对AFM针尖进行照明, 通过一套包含分束器、参考镜和探测器在内的傅里叶变换光谱仪对反向散射光分析,获得nano-FTIR光谱。


Nano-FTIR 光谱与标准FTIR光谱高度吻合

在不使用任何模型矫正的条件下,nano-FTIR获得的近场吸收光谱所体现的分子指纹特征与使用传统FTIR光谱仪获得的分子指纹特征吻合度极高(见图2),这在基础研究和实际应用方面都具有重要意义,因为研究者可以将nano-FTIR光谱与已经广泛建立的传统FTIR光谱数据库中的数据进行对比,从而实现快速准确的进行纳米尺度下的材料化学分析。对化学成分的高敏感度与超高的空间分辨率的结合,使得nano-FTIR成为纳米分析的独特工具。


应用案例

nano-FTIR 可以应用到对纳米尺度样品污染物的化学鉴定上。图3显示的Si表面覆盖PMMA薄膜的横截面AFM成像图,其中AFM相位图显示在Si片和PMMA薄膜的界面存在一个100nm尺寸的污染物,但是其化学成分无法从该图像中判断。而使用nano-FTIR在污染物中心获得的红外光谱清晰的揭示出了污染物的化学成分。通过对nano-FTIR获得的吸收谱线与标准FTIR数据库中谱线进行比对,可以确定污染物为PDMS颗粒。
图 3: 使用nano-FTIR对纳米尺度污染物的化学鉴定。AFM表面形貌图像 (左), 在Si片基体(暗色区域B)与PMMA薄膜(A)之间可以观察到一个小的污染物。机械相位图像中(中),对比度变化证明该污染物的是有别于基体和薄膜的其他物质。将点A和B的nano-FTIR 吸收光谱(右),与标准红外光谱数据库对比, 获得各部分物质的化学成分信息. 每条谱线的采集时间为7min,  光谱分辨率为13 cm-1.
Further Reading:
"Nano-FTIR absorption spectroscopy of molecular fingerprints at 20 nm spatial resolution.,”
,
F. Huth, A. Govyadinov, S. Amarie, W. Nuansing, F. Keilmann, R. Hillenbrand,
Nanoletters 12, p. 3973 (2012)

 Nano-FTIR产品中文手册(点击图片下载)
 

nano-FTIR其它应用案例:

主要技术参数配置:

·                     反射式 AFM-针尖照明

·                     高性能近场光谱显微优化的探测模块

·                     专利保护的无背景探测技术

·                     基于优化的傅里叶变换光谱仪

·                     采集速率: Up to 3 spectra /s

·                     标准光谱分辨率: 6.4/cm

·                     可升级光谱分辨率:3.0/cm

·                     适合探测区间:可见,红外(0.5 – 20 µm)

·                     包括可更换分束器基座

·                     适用于同步辐射红外光源 NEW!!!


部分发表文章:

Nature Communications 3, p.1131

Correlative infrared–electron nanoscopy reveals the local structure–conductivity relationship in zinc oxide nanowires

Physical Review Letters 97, p.60801

Nanoscale Layering of Antiferromagnetic and Superconducting Phases in Rb2Fe4Se5 Single Crystals

Nature 487, p. 77

Optical nano-imaging of gate-tunable graphene plasmons

Nature 487, p. 82

Gate-tuning of graphene plasmons revealed by infrared nano-imaging

Nature Communications 3, p.684

Resolving the electromagnetic mechanism of surface-enhanced light scattering at single hot spots

Small (Cover article) 7, p. 2341

Plasmonic Nickel Nanoantennas

Nature Materials 10, p. 352

Infrared-spectroscopic nanoimaging with a thermal source

Nature Photonics 5, p. 283

Nanofocusing of mid-infrared energy with tapered transmission lines

Nature Nanotechnology 4, p.153

Infrared nanoscopy of strained semiconductors

Nature Photonics 3, p.287

Controlling the near-field oscillations of loaded plasmonic nanoantennas

Nature 456, p.454

A terahertz nanoscope

Science 318, p.1750

Mott Transition in VO2 Revealed by Infrared Spectroscopy and Nano-Imaging

Physical Review Letters 97, p.60801

Infrared Imaging of Single Nanoparticles via Strong Field Enhancement in a Scanning Nanogap

Science 313, p.1595

Near-Field Microscopy Through a SiC Superlens

Nature Materials 3, p.606

Subwavelength-scale tailoring of surface phonon polaritons by focused ion-beam implantation

Nature 418, p.159

Phonon-enhanced light-matter interaction at the nanometre scale

Physical Review Letters 80, 3029

Complex optical constants on a subwavelength scale

……



部分用户好评与列表(排名不分先后)
 Neaspec公司产品以其稳定的性能、极高的空间分辨率和良好的用户体验,得到了国内外众多科学家的认可和肯定......
 
        
 

"The neaSNOM microscope with it’s imaging and nano-FTIR mode is the most useful research instrument in years, bringing genuinely new insights."

Prof. Dmitri Basov

美国 加州大学

University of California San Diego

Department of Physics

La Jolla, USA


   

"We were looking for a flexible research tool capable of characterizing our energy storage materials at the nanoscale. neaSNOM proofed to be the system with the highest spatial resolution in infrared imaging and spectroscopy and brings us substantial new insights for our research”

Dr. Jaroslaw Syzdek

美国 劳伦斯伯克利国家实验室

Lawrence Berkeley National Laboratory

Environmental Energy Technologies Division

Berkeley, USA


     
 

"The neaSNOM microscope boosted my research in plasmonic properties of noble metal nanocrystals, optical resonances of dielectric nanostructures, and plasmon polaritons of graphene-like two dimensional nanomaterials."

陈焕君 教授

中国 中山大学

Sun Yat-sen University

China


                                

"As a near-field expert I was quickly convinced that neaSNOM is the only optical AFM microscope completely satisfying the needs of demanding near-field experiments. It’s the best comercially available technology and in addition really easy to use."

Prof. Thomas Taubner

德国 亚琛工业大学

RWTH Aachen

Metamaterials & Nano-Optics

Aachen, Germany


         
 

"As a newcomer to the near-field optics I am very grateful for the prompt and competent support provided by neaspec’s experts."

Dr. Edward Yoxall

英国 帝国理工大学

Imperial College London

Department of Physics

London, United Kingdom


               
 

"After many years of research and development in near-field microscopy, we finally made our dream come true to perform infrared imaging & spectroscopy at the nanoscale. With neaSNOM we can additionally realize Raman, fluorescence and non-linear nano-spectroscopy."

Prof. Rainer Hillenbrand

西班牙 纳米科学协同研究中心

CIC nanoGUNE Research Center

Co-Founder and Scientific Advisor

San Sebastian, Spain


          
 

"A unique advantage of the neaSNOM microscope is that it can be applied to many fields of scientific research such as Chemistry, Semiconductor Technology, Polymer Science and even Life-Science."

Dr. Fritz Keilmann

德国 慕尼黑大学

Ludwig-Maximilians Universität München
Co-Founder and Scientific-Advisor
Munich, Germany

 

南京大学

中山大学

首都师范大学

苏州大学

University of San DiegoUSA

University of Southampton, UK

CIC nanoGUNE San Sebastion, Spain

LBNL Berkeley, USA

Fraunhofer Institut ILT Aachen, Germany

Max-Planck-Institut of Quantum Optics, Garching, Germany

University of Bristol, UK

RWTH Aachen, Germany

California State University Long Beach, USA……
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