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Erkennung der räumlichen Verteilung von CNT und Graphen in Hybridstrukturen durch Kartierung mit kohärenter Anti-Stokes-Raman-Mikroskopie

Zusammenfassung

Die Form der kohärenten Spektrallinie der Anti-Stokes-Raman-Streuung (CARS) hängt vom Verhältnis der Schwingungs- und elektronischen Beiträge zur Suszeptibilität dritter Ordnung des Materials ab. Der G-Modus (1590 cm −1 ) von Graphen und Kohlenstoffnanoröhren (CNTs) weist im CARS-Spektrum entgegengesetzte Merkmale auf und zeigt „Dip“ bzw. „Peak“. Hier betrachten wir die CARS-Spektren von Graphen und Kohlenstoffnanoröhren im Sinne des Fano-Formalismus, der die Linienformen von CARS-Resonanzen beschreibt. Wir zeigen, dass die Bildgebung bei nur 1590 cm −1 reicht nicht aus, um die Bestandteile eines Verbundmaterials, das sowohl aus Graphen als auch aus CNTs besteht, zu trennen. Wir schlagen einen Algorithmus vor, um Graphen und CNTs in einem Verbundmaterial abzubilden.

Einführung

In den letzten Jahren wurden die Komposite bzw. Hybridmaterialien auf Basis von Graphen und Carbon Nanotube (CNT) Gegenstand umfangreicher Studien, da synergistische Effekte solcher Kombinationen einen signifikanten Fortschritt in der Entwicklung neuartiger flexibler transparenter Elektroden ermöglichten [1, 2,3], Superkondensatoren [4, 5] und empfindliche biologische Sensoren [6]. Es wurde beispielsweise gezeigt, dass in einem Polymerkomposit die Anwesenheit von CNTs die Aggregation von Graphen-Nanopartikeln verhindert und andererseits Graphen-Nanopartikel die Dispersion von CNTs verbessert [7, 8]. Dies verbesserte die Gesamt-DC-Leitfähigkeit und verbesserte die mechanischen und elektromagnetischen Abschirmungseigenschaften von CNT/Graphen-basierten Verbundwerkstoffen [9, 10]. In Ref.-Nr. [3, 11] wurde gezeigt, dass die Anwesenheit einer kleinen Anzahl von CNTs auf der Oberfläche von chemisch aufgedampftem (CVD) Graphen zu einer signifikanten Verringerung des Schichtwiderstands führt, wobei die optische Transmission auf dem gleichen Niveau gehalten wird.

Bei der Entwicklung verschiedener Techniken zur Synthese von CNT/Graphen-Hybridstrukturen und -Kompositen wurden bedeutende Fortschritte erzielt. Gleichzeitig ist es oft wünschenswert, die räumliche Verteilung der Bestandteile abbilden zu können. Trotz der Versuche, die optische mikroskopische Fluoreszenz- oder Raman-Streuungsbildgebung zu verwenden, ist dies immer noch ein herausforderndes Problem [12].

Die Raman-Spektroskopie ist ein leistungsfähiges Werkzeug zur Charakterisierung von Kohlenstoffmaterial und seinen Verbundwerkstoffen [13, 14]. Ein intrinsisch schwaches Raman-Signal führt jedoch zu untragbar langen Aufnahmezeiten, die die Möglichkeit ausschließen, das Kohlenstoffmaterial in den biologischen Proben und Polymermatrizen abzubilden [12]. Lange Bildgebungszeiten schränkten auch die Möglichkeit ein, die CNT-Verteilung auf der Graphenoberfläche auf einer räumlichen Skala von mehreren Mikrometern zu analysieren.

Aufgrund der einzigartigen Graphen-Bandstruktur befinden sich Photonen jeglicher Energie in Resonanz mit echten elektronischen Zuständen. Es führt zu einer sehr starken nichtlinearen optischen Antwort und kann für die kontrastreiche Abbildung von Graphen-Flakes verwendet werden, die aus einer einzelnen oder wenigen Schichten bestehen [14]. In diesem Zusammenhang kann als alternativer Ansatz das kohärente Analogon der spontanen Raman-Streuung oder der kohärenten Anti-Stokes-Raman-Streuung (CARS) – ein Sonderfall der Vierwellenmischung – zur Charakterisierung von CNTs und/oder Graphen verwendet werden [14, 15 ]. Darüber hinaus bietet die kohärente Natur von CARS die Möglichkeit, das erhaltene Signal signifikant zu verbessern, wodurch eine schnelle Bildgebung mit einer Pixelerfassungszeit von bis zu mehreren Mikrosekunden ermöglicht wird [16]. Es ist erwähnenswert, dass der Hauptbeitrag zu den CARS-Spektren von Graphen vom elektronisch verstärkten nichtresonanten Hintergrund stammt. Gleichzeitig scheint der Beitrag der Schwingungskomponente zur Vierwellenmischung viel geringer zu sein als der elektronische. Aufgrund der Fano-Resonanznatur [17], in diesem Fall bei der Resonanzfrequenz, sollte im CARS-Spektrum ein „Dip“ statt eines „Peaks“ erscheinen. Diese Vorhersage wird durch die zuvor erhaltenen CARS-Spektren von Graphen bestätigt, bei denen ein "Einbruch" in Form von Antiresonanz bei der G-Mode-Frequenz (1590 cm −1 .) beobachtet wurde ) [18]. Die erste theoretische Erklärung des physikalischen Mechanismus, der für das CARS-Signal von ein- und mehrschichtigem Graphen verantwortlich ist, wurde erst kürzlich in Lit. ausführlich beschrieben. [19]. Mit der zeitverzögerten FWM-Technik (Vier-Wellen-Mischung) demonstrieren die Autoren auch experimentell, wie die Verzögerung zwischen den Pulsen ∆T , kann verwendet werden, um das G-Modus-Peakprofil zu ändern.

Andererseits, wie in unserer vorherigen Arbeit [20] gezeigt wurde, überwiegt bei CNTs der Schwingungsbeitrag zur Suszeptibilität dritter Ordnung gegenüber dem elektronischen Beitrag, und das Spektrum bei der G-Mode-Frequenz zeigt einen Raman-ähnlichen Peak.

Somit unterscheiden sich die CARS-Spektren von Graphen und CNTs im Bereich des G-Bandes drastisch, was zu ihrer Identifizierung in einem Verbund genutzt werden kann. Unseres Wissens wurde noch keine Untersuchung eines Verbundes aus Materialien mit entgegengesetzten spektralen Eigenschaften bei gleicher Resonanzfrequenz mit CARS-Mikroskopie durchgeführt.

In dieser Arbeit bieten wir die systematische Analyse der Möglichkeit, winzige Mengen von CNTs, die auf der Oberfläche von CVD-Graphen abgelagert sind, durch CARS-Spektroskopie zu trennen. Darüber hinaus schlagen wir den Mapping-Algorithmus vor, der für die zukünftige Charakterisierung von CNT/Graphen-Hybridsystemen verwendet werden kann.

Methoden

Probenvorbereitung

Die in unseren Experimenten verwendeten Graphenfilme oder einschichtigen Graphene (SLG) wurden auf 25 µm dicker Kupferfolie (99,9 %, Alfa Aesar) durch CVD in einem Heißwandrohrofen (Carbolite Gero, 30–3000 °C) synthetisiert. . Zuerst wurde das Stück Kupferfolie in einen horizontalen Ofen geladen und das gesamte System auf 0,06–0,1 mBar evakuiert. Danach wurde das System in einer Wasserstoffatmosphäre bei 2 mBar mit einem Durchfluss von 60 sccm auf 1050 °C aufgeheizt. Um die Substratoberfläche zu glätten, sowie das native Kupferoxid und andere Verunreinigungen auf der Oberfläche zu reduzieren, wurde das Kupfer zusätzlich 1 h bei 1050 °C getempert. Danach wurde zum Züchten von Graphen 30 min lang Methan in das System eingeleitet. In unseren Experimenten wurde das Molverhältnis von Wasserstoff und Methan auf 2:1 eingestellt und der Gesamtdruck betrug ~ 5 mBar. Nach dem Wachstum wurde das System in einer statischen Wasserstoffatmosphäre auf Raumtemperatur abgekühlt (der Gesamtdruck betrug etwa 2 mbar). Der mehrschichtige Graphenfilm (MLG) wurde identisch gezüchtet, aber die Methaninkubationszeit wurde verlängert.

Charakterisierungsmethoden

Zur nachfolgenden Charakterisierung wurde der erhaltene Graphenfilm auf ein dielektrisches Substrat übertragen, wobei die in [21] beschriebene Technik verwendet wurde. Eine Polymethylmethacrylat (PMMA)-Lösung wurde auf eine 1 cm × 1 cm Graphen/Kupfer-Doppelschicht schleuderbeschichtet und dann bei 60–100 °C für 30 min gebrannt. Danach wurde das Kupfersubstrat mit FeCl3 . geätzt Lösung und der erhaltene „freistehende“ Graphen/PMMA-Film wurde mehrmals mit entionisiertem Wasser gewaschen und auf einem 0,17 mm dicken Deckglas gesammelt. Das PMMA wurde als nächstes mit Aceton entfernt.

Die Qualität der übertragenen Graphenfilme wurde mit Raman-Spektroskopie beurteilt. Die Messungen wurden bei Raumtemperatur unter Verwendung eines konfokalen Raman-Spektrometers durchgeführt, das mit einem 600 Linien/mm-Gitter und einem 200 &mgr;W, 532-nm-Anregungslaser ausgestattet war. Alle Spektren wurden unter Verwendung eines x 100 Objektivs gesammelt, und um eine Verschlechterung der Probe zu vermeiden, wurde die Expositionszeit auf 30 s eingestellt. Abbildung 1 vergleicht die typischen Raman-Spektren von SLG und MLG, die in unseren Experimenten erhalten wurden. Man kann sehen, dass die beiden wichtigsten spektralen Merkmale, die für Kohlenstoffmaterialien typisch sind, das G-Band bei ~ 1586–1596 cm −1 und das 2D-Band bei ~ 2700 cm −1 , sind in den Spektren von SLG- und MLG-Filmen vorhanden. Darüber hinaus zeigt der 2D-Modus im Fall von SLG eine einzelne, scharfe (volle Breite beim halben Maximum, FWHM, ~ 30 cm −1 ) und symmetrischer Peak, der zweimal intensiver ist als der Peak des G-Modus. Bei MLG hingegen ist die Form der 2D-Mode asymmetrisch und besteht aus zwei Komponenten, was auf den mehrschichtigen Aufbau hindeutet. Es ist erwähnenswert, dass die geringe Intensität des D-Modus (~ 1360 cm −1 ) für beide Proben weist auf das Vorhandensein einer signifikanten Anzahl von Defekten in den Strukturen hin.

Raman-Spektren von SLG- und MLG-Kohlenstoffschichten, die auf ein Glassubstrat übertragen wurden

Um ein Graphen/CNT-System herzustellen, verwendeten wir einwandige Kohlenstoffnanoröhren (SWCNT), Inc., SG65i von Sigma-Aldrich. Die Hybridproben wurden hergestellt, indem das SWCNT-Pulver auf die Oberfläche von Graphenfilmen aufgetragen wurde, die auf das Deckglas übertragen wurden.

Das zuvor beschriebene selbstgebaute CARS-System [22] wurde für die CARS-Bildgebung verwendet. Kurz gesagt wurde das Mikroskop Olympus IX71 kombiniert mit der Dual-Wellenlängen-1-MHz-Pikosekunden-Laserquelle (EKSPLA Ltd.) und einem Piezo-Scansystem (P-517.3CL, Physik Instrumente GmbH &Co) zum Rasterscannen der Probe verwendet. Das anregende Licht wurde mit einem Ölimmersionsobjektiv (Olympus, Plan Apochrom., 60X, NA 1.42) auf die Probe fokussiert. Das CARS-Signal wurde mit der Avalanche-Photodiode (SPCM-AQRH-14, Perkin Elmer) detektiert, die an eine multifunktionale PCI-Platine (7833R, National Instruments) angeschlossen war. Als Stokes (ω S ) und pumpen (ω p ) Anregungsstrahlen. Die Fingerabdruckregion wurde im Bereich von 1250 bis 1700 cm −1 . untersucht . Dafür wurde das OPG von 938 auf 900 nm abgestimmt und das resultierende CARS-Signal (ω AS = 2ω p − ω S ) von 840 bis 782 nm wurde erkannt. Es wurden Langpassfilter (Cutoff bei 860 nm) und Kurzpassfilter (Cutoff bei 780 nm) angewendet, um das CARS-Signal im Epidetektionsschema spektral zu trennen. Anregungsleistungen von 10–50 µW und 50 µW wurden für den Pump- bzw. Stokes-Strahl verwendet.

Ergebnisse und Diskussion

Es ist bekannt, dass einschichtiges Graphen eine komplexe CARS-Antwort erzeugt. Neben dem CARS-Photon mit einer Energie von 2ω pω s , in der Probe wird auch eine breitbandige Zweiphotonen-angeregte Fluoreszenz (TPEF) erzeugt, die sowohl von Stokes- als auch von Pumpanregungsstrahlen stammt (siehe Fig. 2a). Beachten Sie, dass das Vorhandensein des TPEF die Fähigkeit der CARS-Spektroskopie zur Graphencharakterisierung verringert. Es ist jedoch leicht zu zeigen, dass der Beitrag der TPEF zum gesamten detektierten Signal durch Variieren der Intensitäten der Stokes- und Pumpstrahlen wesentlich reduziert werden kann (bis zu 40%). Das CARS-Spektrum von SLG ist in Abb. 2a dargestellt. Man kann sehen, dass ein kleiner „Einbruch“ bei der G-Band-Frequenz deutlich beobachtet wird, was darauf hindeutet, dass der Beitrag der nichtresonanten Komponente zur CARS-Antwort dominant ist [17, 21]. Abbildung 2c zeigt das CARS-Bild von Graphen, das bei der Frequenz des G-Bandes erhalten wurde. Tatsächlich ist die Natur der hellen Flecken und der dunklen Bereiche nicht ganz klar. Höchstwahrscheinlich sind solche Flecken die defektinduzierten Lumineszenzzentren. Andererseits sollte die Effizienz der CARS-Erzeugung aufgrund der linearen Polarisation beider Anregungsstrahlen von der Rauheit der Graphenoberfläche abhängen. Da außerdem der Beitrag von TPEF und CARS zum Gesamtsignal nahezu gleich ist, können beide Mechanismen für die variable Helligkeit der Graphenschicht im Bild verantwortlich sein.

a TPEF von der Pumpe (gestrichelte Linie) und von den Stokes-Strahlen (gestrichelte Linie) tragen beide zum gesamten CARS-Signal (durchgezogene Linie) innerhalb des Fingerabdruckbereichs bei. Trotz des TPEF-Hintergrunds der merkliche „Einbruch“ bei 1585 cm −1 (Exc:Pump 30 μW/Stokes 100 μW) ist im CARS-Spektrum von SLG gut zu sehen. Der Einbruch bei der G-Band-Frequenz zeigt sich deutlich im Spektrum von MLG. b Der Beitrag von TPEF zum Hintergrund (~~50% der Amplitude) war für einschichtiges und mehrschichtiges Graphen gleich. CARS-Bilder von SLG bzw. MLG, aufgenommen bei 1585 cm −1 (Exc:Pumpe 310 μW/Stokes 530 μW) sind in c . dargestellt und d

Mehrschichtiges Graphen (~ 10 Schichten) zeigte die gleiche „Insel“-Struktur (Abb. 2d). Trotz der Tatsache, dass eine Erhöhung der Anzahl der Graphenschichten das Gesamtsignal glättet und dadurch zu einem einheitlichen Bild führt, ist die Interpretation der hellen Flecken bei MLG derzeit unklar. Es ist auch erwähnenswert, dass eine Erhöhung der Anzahl der Graphenschichten zu einer Verbesserung des Signal-Rausch-Verhältnisses führt und infolgedessen den „Dip“-Kontrast verbessert (CARS-Beitrag zum Gesamtsignal wächst schneller als TPEF). Allerdings ist die Abhängigkeit der „Dip“-Tiefe von der Anzahl der Graphenschichten sowie das Fehlen der quadratischen Abhängigkeit des beobachteten CARS-Signals gegenüber der Menge der Graphenschichten derzeit noch unklar [14] und sollte gesondert untersucht werden was den Rahmen dieser Arbeit sprengt.

Es ist bekannt, dass das CARS-Signal ein Produkt der Interferenz von resonanten und nicht resonanten Prozessen ist. Mit anderen Worten interferiert ein diskretes Resonanzschwingungssignal mit einem elektronischen kontinuierlichen nichtresonanten Signal. Die Überlappung von diskreten und kontinuierlichen Spektren erscheint als asymmetrisches Profil im Spektralband und wird durch den Fano-Formalismus gut beschrieben [17, 23, 24]. Die Fano-Formel (1) enthält einen Asymmetrieparameter q Beschreibung der Beziehung der Resonanz- und Nichtresonanzbeiträge. In Ausdruck (1), E ist eine Differenz zwischen den Photonenenergien der Pumpe und der Stokes-Strahlen, Ω die Schwingungsresonanzenergie ist und Γ ist die Breite der Resonanzlinie.

$$ {I}_{\mathrm{CARS}}=A\frac{{\left[\left(\Omega -E\right)+\Gamma q\right]}^2}{{\left(\Omega -E\rechts)}^2+{\Gamma}^2} $$ (1)

Wenn Nichtresonanz Vorrang vor Resonanz hat, dann |q | ≪ 1 und die Linienform ist ein symmetrischer „Dip“ [17]. In CARS ist das q Parameter ist definiert als das Verhältnis der resonanten und nichtresonanten Anteile der Suszeptibilität dritter Ordnung. Für Graphen haben wir einen Grenzfall der Fano-Resonanz, bei dem der nicht resonante Beitrag (kontinuierliches Spektrum) viel größer ist als der resonante Beitrag (diskretes Spektrum). Somit zeigt der im Graphen-Spektrum bei der Resonanzfrequenz erhaltene „Einbruch“ die elektronische Natur seiner CARS-Antwort an.

Gleichzeitig wird, wie bereits in [20] gezeigt, der bemerkenswerte „Peak“ im CARS-Spektrum der CNTs bei der Frequenz des G-Bandes beobachtet. Darüber hinaus kann bei halbleitenden CNTs mit 1,1 nm Durchmesser aufgrund der Dreifachresonanz das CARS-Signal deutlich verstärkt werden, was es ermöglicht, die CARS-Antwort einzelner CNTs oder ihrer kleinen Agglomerate zu detektieren. Es ist erwähnenswert, dass die CARS-Verstärkung und das Auftreten des Raman-ähnlichen Profils nur bei SWCNTs mit einem bestimmten Durchmesser auftreten, bei denen die Anordnung der diskreten Energieniveaus in Resonanz mit der Energie der einfallenden Anregungsphotonen ist.

Mit dem Durchmesser der untersuchten CNTs in unserem experimentellen Aufbau wurden die Resonanzbedingungen erfüllt, die sowohl eine starke CARS-Antwort als auch ein Raman-ähnliches Profil der G-Bande zeigten (Abb. 3). Im Kontext des Fano-Formalismus bedeutet dies, dass der Asymmetrieparameter |q | ≫ 1, und daher ist die Form des G-Bandes nahe an Lorentzian [17].

Typisches CARS-Spektrum von CNTs (SWCNT, Inc., SG65i von Sigma-Aldrich) mit Raman-ähnlicher Linienform

Um den beobachteten Unterschied in der Form der G-Band-Resonanz auszunutzen, erfordert die Untersuchung des Graphen/CNT-Systems durch die CARS-Technik ein geeignetes Kriterium für die Trennung dieser Kohlenstoffkomponenten. Die Abbildung eines solchen zusammengesetzten Systems bei der Frequenz des G-Bandes ist nicht selektiv und die damit verbundene Analyse ist problematisch.

Abbildung 4a zeigt das Bild des CNT/Graphen-Verbundsystems, das bei 1585 cm −1 . aufgenommen wurde . Einige helle Flecken konnten Graphen zugeordnet werden, die ein ähnliches Muster wie in Abb. 2 bilden. Gleichzeitig wurden andere helle Flecken CNTs zugeschrieben. Die CARS-Spektren, die von zwei verschiedenen Punkten ähnlicher Helligkeit aufgenommen wurden, Punkt Nr. 1 und Punkt Nr. 2, sind in Fig. 4b dargestellt. Wie zu sehen ist, gibt es bei der Frequenz des G-Modus einen „Peak“ für Punkt Nr. 1 und ein „Dip“ für Punkt Nr. 2. Die maximale Amplitude von „peak“ ist jedoch ungefähr gleich dem Minimum von „dip“ (Abb. 4b). Dies bedeutet, dass in der Praxis, da beide Objekte die gleiche Helligkeit aufweisen, die zusätzlichen Informationen für ihre Trennung benötigt werden. Abbildung 4c zeigt die Aufnahme desselben Bereichs, aufgenommen bei 1610 cm −1 . . Wie zu sehen ist, sind einige helle Flecken nicht vorhanden, einschließlich des Punktes Nr. 1. Weil bei den CNTs die Verschiebung von 1585 auf 1610 cm −1 zu einer Abnahme des Signals führen sollte, ist es vernünftig anzunehmen, dass die Flecken, die bei 1610 cm −1 . verschwunden sind, entsprechen den Röhren. Folglich bleiben die im Bild verbleibenden Objekte bei 1610 cm −1 entsprechen dem Graphen. Mit anderen Worten, Graphen kann effizient von CNTs getrennt werden, indem bei jeder Frequenz von der Resonanz entfernt (1585 ± 15 cm −1 ). Nach unseren Beobachtungen ist es nützlich, um die räumliche Verteilung der CNTs zu erhalten, ein Pseudobild basierend auf der Differenz zwischen den Bildern zu erzeugen, die bei 1585 und 1610 cm −1 . aufgenommen wurden . Fig. 4d zeigt das durch Pixel-zu-Pixel-Subtraktion der in Fig. 4a und c präsentierten Daten erhaltene Bild. Man kann sehen, dass die CNTs als helle Flecken erscheinen (Punkt Nr. 1, der Unterschied zwischen dem CARS-Signal bei 1585 cm −1 und 1610 cm −1 hat positive Singen), während das Signal von Graphen fehlt (Punkt Nr. 2, die Differenz zwischen dem CARS-Signal bei 1585 cm −1 und bei 1610 cm −1 hat einen negativen Wert). Im Allgemeinen ist das Vorzeichen der Differenz zwischen dem CARS-Signal bei 1585 cm −1 und bei 1610 cm −1 kann als eines der Kriterien verwendet werden, um die Bilder zu erzeugen, die die CNT-Verteilung (Abb. 4f) bzw. die reine Graphenfläche (Abb. 4e) darstellen.

a Bild eines CNT/Graphen-Systems, aufgenommen bei 1585 cm −1 . Punkt Nr. 1 und Punkt Nr. 2 (die gleichen Bereiche auf a , c , und d sind eingekreist und nummeriert) haben die gleiche Helligkeit, während entsprechende Spektren (b ) bei der Resonanzfrequenz zeigen „peak“ bzw. „dip“. c Bild eines CNT/Graphen-Systems, aufgenommen bei 1610 cm −1 . d Das Differenzbild der Bilder a und c . Nach dem Subtraktionsverfahren Trennung von Negativ (e ) und positiv (f ) Amplituden zeigen Graphen bzw. CNTs (siehe Text). Hellere Pixel in den Bildern (e , f ) entsprechen einer größeren Amplitude

Es ist erwähnenswert, dass es andere Möglichkeiten gibt, Graphen durch Bildgebung von CNTs zu trennen. Beispielsweise ist es möglich, den Unterschied in der Fluoreszenz zu verwenden. Graphen hat einen spürbaren TPEF, während die CNTs nicht fluoreszieren. Bei CNTs mit anderen Durchmessern, die in dieser Arbeit jedoch nicht untersucht wurden, kann der TPEF auftreten, und dann wird die Verwendung von Fluoreszenz als Kontrastmechanismus komplizierter. Die Untersuchung anderer Kontrastmechanismen oder ihrer Kombination würde den Rahmen dieses Artikels sprengen.

Schlussfolgerungen

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der „Peak“ und der „Dip“ für SWCNT bzw. Graphen, die bei der Resonanzfrequenz des G-Bandes beobachtet werden, ihre Trennung bei der Bildgebung mit CARS-Spektroskopie erschweren. Dies regt die Suche nach einem Algorithmus an, der die Trennung der Komponenten in einem CNT/Graphen-Verbundsystem ermöglicht. Die Bildgebung nur bei 1585 cm −1 erlaubt nicht, die Komponenten zu trennen. Wir haben gezeigt, dass dafür zwei Bilder notwendig sind. Während der Bildgebung bei 1610 cm −1 eine direkte Kartierung von Graphen liefert, die sein spezifisches Muster aufdeckt, erfordert die Identifizierung von CNTs Bilder bei beiden Frequenzen. Das Differenzbild, das durch Subtrahieren des Bildes bei 1610 cm −1 . erhalten wird aus dem Bild bei 1585 cm −1 zeigt die Verteilung von CNTs. Dieser Ansatz ermöglicht die getrennte Bildgebung von CNTs und Graphen mit CARS-Mikroskopie und kann für die zukünftige Charakterisierung neuartiger Hybridverbundmaterialien nützlich sein.

Verfügbarkeit von Daten und Materialien

Die Autoren erklären, dass die Materialien und Daten den Lesern zur Verfügung stehen und alle Schlussfolgerungen in diesem Manuskript auf den Daten basieren, die alle in diesem Papier präsentiert und gezeigt werden.

Abkürzungen

WAGEN:

Kohärente Anti-Stokes-Raman-Streuung

CNT:

Kohlenstoff-Nanoröhrchen

CNTs:

Kohlenstoff-Nanoröhrchen

Lebenslauf:

Chemisch aufgedampft

FWM:

Vierwellenmischung

MLG:

Mehrschichtiges Graphen

OPG:

Optischer Parametergenerator

PMMA:

Polymethylmethacrylat

SLG:

Einschichtiges Graphen

SWCNT:

Einwandige Kohlenstoff-Nanoröhrchen

TPEF:

Zwei-Photonen-angeregte Fluoreszenz


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