Увеличение наномасштабного производства с помощью инфракрасной спектроскопии

Основанная на нанотехнологиях идентификация материалов допускает критически необходимую химическую метрология для нанопроизводства.

Одно из ключевых достижений эпохи нанотехнологий — развитие производственных технологий, которые позволяют изготавливать наноструктуры из множества материалов. Подобная наномасштабная интеграция композитных материалов допускает инновации в электронных устройствах, солнечных батареях и медицинской диагностике.

В то время как в нанопроизводстве наблюдались существенные прорывы, измерительные технологии, способные предоставить информацию о наноструктурах, сделанных из множественных интегрированных материалов, развивались менее интенсивно. Ученые из Иллинойсского университета в Урбана-Шампейн и Anasys Instruments Inc. сообщают о новых диагностических инструментах, которые способны поддерживать современное нанопроизводство.

«Мы использовали инфракрасную спектроскопию на основе атомно-силовой микроскопии, чтобы описать полимерные наноструктуры и системы интегрированных полимерных наноструктур», сказал Уильям Кинг из колледжа инжиниринга. „В ходе данного исследования мы сумели химически проанализировать полимерные линии размером 100 нанометров. Также мы можем без труда отличить различные наношаблонные полимеры, используя их инфракрасные спектры поглощения, полученные с помощью инфракрасной спектроскопии“.

Суть технологии инфракрасной спектроскопии на основе атомно-силовой микроскопии в том, что инфракрасный лазер нацеливается на тонкий образец, который поглощает инфракрасный свет и подвергается быстрому термомеханическому расширению. Наконечник атомно-силового микроскопа резонирует в ответ на расширение, и этот резонанс измеряется с помощью атомно-силовой микроскопии.

„В то время как нанотехнологии уже долгое время были заинтересованы в производстве интегрированных наноструктур, они ограничивались нехваткой инструментов, способных идентифицировать состав наномасштабных материалов“, сказал соавтор исследования Крейг Прейтер. „Технология инфракрасной спектроскопии на основе атомно-силовой микроскопии предлагает уникальную возможность одновременно размечать наноразмерную морфологию и выполнять химический анализ в наномасштабе“.

Статья Nanometer-Scale Infrared Spectroscopy of Heterogeneous Polymer Nanostructures Fabricated by Tip-Based Nanofabrication опубликована в издании ACS Nano.

11.10.2012