Name: Multi-parçacık Phonon Confinement Modeli ile Raman Spektroskopisi kullanarak nano-kristal Boyut Dağılımı Karakterizasyonu (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-08-22T14:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 54 s
Description: Öğrenin, Raman spektroskopisi ve çok parçacıklı fonon hapsi modeli kullanarak yarı iletken nanokristallerin boyut dağılımını hızlı, güvenilir ve yıkıcı olmayan şekilde nasıl belirleyebilirsiniz.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

Bu çalışma, Hollanda Bilimsel Araştırma Örgütü'nün (NWO) bir parçası olan Madde Üzerine Temel Araştırma Vakfı'nın (FOM) araştırma programının bir parçasıydı. Bu çalışmanın yazarları, yetenekli teknik yardım için M. J. F. van de Sande'ye, TEM görüntüleri için M. A. Verheijen'e ve PL ölçümleri için Tom Gregorkiewicz grubuna teşekkür eder.

Deney 1. Planlama <ol><li> Sentezlemek veya ilgi 13 (Şekil 1a) nanokristaller edinin. </li><li> Alt tabaka malzemesi nanokristallerinin (Şekil 1a) Raman spektrumunda zirveleri örtüşen yok emin arka plan sinyali ile herhangi bir karışıklığı önlemek. </li><li> Raman spektroskopisi kurulum Lazer açın. Lazer yoğunluğu stabilize etmek için yeterli zaman (yaklaşık 15 dakika) bekleyin. </li><li> Nanomaterial bir kütle referans yığın malzemenin zirve pozisyondan Aşama 2&#39;de tarif edilen ölçme aşaması, aşağıdaki 12 (Şekil 1b), nispi bir kaymanın 12 tahmin analiz edilecek ölçün. </li><li> Ölçülen olacak nanokristalleri farklı güçlerini kullanarak Raman ölçümleri için gerekli lazer gücünü tahmin edin. Yeterli sinyal (pik yoğunluğu oranını elde etmek için mümkün olan en düşük güce sahip bir ölçüm başlayınarka plan gürültü) en az 50 olması ve gerekirse Raman zirve aynı 12,13 kalır nanokristal pozisyonu ve şekli sürece, lazer gücünü artırmalıdır. </li></ol> İlgi nanokristal 2. Raman Spektroskopisi <ol><li> Ölçüm odasına tabaka üzerinde biriken nanokristal tozu ile örnek yükleyin. Not: Yüzey boyutları (onlarca santimetre milimetre arasında olabilir) sürece numune tutucusu aşamasına uygun olarak önemli değildir. Nanometre en az on Raman spektroskoba saptanabilir sinyal için en tozu ya da ince film kalınlığı olmalıdır. Düzlemsel tabaka tutucu aşaması için, sadece optik (Şekil 1b) altında alt tabaka yatıyordu. <ol><li> Emin &quot;Laser&quot; ve Marka &quot;Aktif&quot; ışıklar işletim lazer istenmeyen aydınlatma güvenli olması için kapıyı açmadan önce kapalı. Bu ışıklar kapalı değilse, adımda eylemleri gerçekleştirmek 20,5 ve 2.6. &quot;Kilit&quot; işareti her zaman kalır. </li><li> Basın &quot;Kapı Açma&quot; ve ölçüm odasının kapısını açmak ve örnek tutucu aşama (Şekil 1b) üzerine numuneyi koydu. </li></ol></li><li> Ayarlayın numunenin odaklama mümkün olan en yüksek sinyal almak için ölçülecek. <ol><li> 50X objektif seçin ve nano-kristal toz (Şekil 1b) yüzeyi üzerinde odaklanmaktadır. </li><li> Numune tutucu z-yönünde manipülatör kullanarak odak altında numune getir. Bilgisayar ekranında canlı kamera görüntüsü gelen odaklanmış görüntünün netliğini kontrol edin. </li><li> Ölçüm odasının kapısını kapatın. </li><li> Renishaw yazılımından &quot;deklanşör-out&quot; butonuna basarak deklanşör çıkarın ve örnek üzerinde lazer ışık parlaklık ölçülecek izin verin. &quot;Lazer&quot; ve &quot;Etkin&quot; işaretleri artık yeşil renkte yanıp ve sırasıyla kırmızı yanıp gözlemleyin. S canlı görüntüdecreen lazer görebilir (Şekil 1c) olacaktır. </li><li> Canlı görüntü, ince ayar en iyi odak küçük lazer nokta, canlı görüntü gözlenen kadar tekerlek manipülatör kullanılarak numunenin odaklama. </li></ol></li><li> (Şekil 1d) aşağıda tarif edildiği gibi Renishaw analiz yazılımı bir ölçüm ayarlayın. <ol><li> &quot;Ölçüm&quot; yeni spektral edinme seçeneği seçin. </li><li> A (1 30 saniye, 2x olarak satın alma toplam sayısı ve% 0.5 olarak lazer gücünün yüzdesi olarak ölçümü için zamanını ayarlamak - Pop-up pencereden, 150 700 cm ölçüm aralığını ayarlamak 25 mW lazer) Ölçüm sırasında kullanılır. Parametreler eklenir ve pencere kapalı olacaktır kabul edin. </li><li> Menü-çubuğunda satın alma start düğmesine tıklayarak ölçümü başlatın. Ölçüm sırasında &quot;Lazer&quot; ve &quot;Etkin&quot; ışıklar kalırüzerinde. </li></ol></li><li> Bu ışıklar, lazer operasyonu olduğunu ve ölçüm yapılıyorsa olarak zaman ölçüm odasına açmayın. </li><li> Ölçüm tamamlandıktan sonra, Renishaw yazılımından renkli &quot;in çekim&quot; linkine tıklayarak deklanşör koydu. &quot;Lazer&quot; ve &quot;Aktif&quot; ışıkları kapalı olduğunu gözlemleyin. Basın &quot;Kapı Açma&quot; ve ardından ölçüm odasının kapısını açın. </li><li> Ölçülen numune ve örnek çıkarmak için büyüteç lens yüzeyi arasındaki güvenli bir mesafe oluncaya kadar numune dışarı çekmeden önce, z-manipülatör ile numune tutucu sahne indirin. Ardından, onun kaba geri örneği koydu. </li><li> Lazer kapatın. </li><li> Renishaw yazılım biçimi, &quot;.wxd&quot; verileri kaydetmek ve metin dosyası biçiminde, &quot;.txt&quot;. Ikinci deneysel verilerin analizi için kullanılır. </li></ol> 3. Boyut DISTRIBUTİlgi nanokristal iyon Belirlenmesi <ol><li> Nano-kristal ölçümü için ölçüm metin dosyaları ve toplu başvuru açın. </li><li> Veri komplo önce, kübik spline kullanarak bunları pürüzsüz ve nispi yükselti vardiya iyi bir karşılaştırma olması için en yüksek tepe konumlarında 1 veriyi normalleştirmek. </li><li> Silikon nanokristal ve referans silikon veri arsa referans silikon tepe konumunu belirlemek ve 521 cm -1 gerçek zirve pozisyonda varsa, kaydırma miktarını tahmin. 12 Sonra .txt gibi işlenmiş silikon nanokristal verileri kaydetmek dosya. </li><li> Uydurma işlemi başlatın. <ol><li> Uydurma prosedür için, Mathematica gibi bir analiz programına Şekil 2f gösterilen uydurma işlevi yazın. </li><li> &quot;Al&quot; komutunu kullanarak doğrusal olmayan uydurma model için girdi olarak normalize ve düzeltilmiş veri almak. </li><li> Aralığında olduğundan emin olunçarpıklık için 0.1 ve 1.0 arasında olduğu ve ortalama boyutu aralığı 2 nm ile 20 nm arasındadır. </li><li> Gerekirse, uydurma işlevini kullanarak ölçülen zirve kapsamında ek tepe (ler) eklemek ve diğer alt-dağıtım (ler) sığdırmak için adımları 3.4.2 ve 3.4.3 tekrarlayın. </li><li> Basın uydurma yordamı gerçekleştirmek için &quot;Shift + Enter&quot;. </li><li> Bundan sonra, ortalama büyüklüğü ve Şekil 2b gösterilen önceden tanımlanmış genel dağılım işlevi çarpıklık için elde edilen değerler yerleştirin. </li><li> Bundan sonra, Şekil 2b&#39;de gösterilen önceden tanımlanmış genel dağıtım işlevi, ortalama boyutu, D 0 ve çarpıklık, σ için elde edilen değerleri yerleştirin. </li><li> 1 nm olarak integral alt sınırını ayarlayın. Raman spektrumunda herhangi vardiya 12 (Si-NC&#39;ler 20 nm) sergilemeyen herhangi bir boyuta entegrasyon üst sınırını ayarlayın. </li><li> Şekil 2b&#39;de dağılım fonksiyonu entegre </strong&gt; integral fonksiyonu tanımına bir veri analizi kullanılarak ve integral sınırları (Si-NC&#39;ler için 1-20 nm) olarak alt ve üst boyutlarını ayarlama programı komplo nanokristal boyutunun bir fonksiyonu olarak. D genel Plot Φ (D) boyutu dağılımının elde edildi. Seçenek olarak ise, boyutu D D genel (örneğin, 1 ila 20 1 nm&#39;lik bir artışla birlikte Si-NC&#39;ler için nm) ve arsa Φ (D), her bir değeri için Φ (D) değerlerinden kümesini bulmak dağılımı. </li><li> Mülti-modlu bir boyut dağılımı varsa, ilk tepe noktası büyüklüğü dağılımı için takılacak tanımlar. Sonra, ilk (boyut dağılımı belirleme prosedürü) ile ölçüm verilerinin dekonvolüsyon sonra elde edilen her maksimum alanları bulma ve ile ilgili olarak her bir tepe noktasının alansal oranını hesaplamak birbirine göre farklı boyutlu dağılımlar da hacim oranları tahmin toplam Raman tepe. </li></ol></li></ol>

<ol><li>Goller, B., Polisski, S., Wiggers, H., Kovalev, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Freestanding+spherical+silicon+nanocrystals%3A+A+model+system+for+studying+confined+excitons%5BTitle%5D)+AND+%22Appl+Phys+Lett%22%5BJournal%5D)">Freestanding spherical silicon nanocrystals: A model system for studying confined excitons.</a> Appl Phys Lett. 97 (4), 041110(2010).</li>
<li>Luo, J. -W., Franceschetti, A., Zunger, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Carrier+multiplication+in+semiconductor+nanocrystals%3A+theoretical+screening+of+candidate+materials+based+on+band-structure+effects%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+lett%22%5BJournal%5D)">Carrier multiplication in semiconductor nanocrystals: theoretical screening of candidate materials based on band-structure effects.</a> Nano lett. 8 (10), 3174-3181 (2008).</li>
<li>Govoni, M., Marri, I., Ossicini, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Carrier+multiplication+between+interacting+nanocrystals+for+fostering+silicon-based+photovoltaics%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Photonics%22%5BJournal%5D)">Carrier multiplication between interacting nanocrystals for fostering silicon-based photovoltaics.</a> Nat. Photonics. 6 (September), 672-679 (2012).</li>
<li>De Boer, W. D. A. M., Gregorkiewicz, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Step-like+enhancement+of+luminescence+quantum+yield+of+silicon+nanocrystals%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+nanotechnol%22%5BJournal%5D)">Step-like enhancement of luminescence quantum yield of silicon nanocrystals.</a> Nat nanotechnol. 6 (11), 1-4 (2011).</li>
<li>Sun, L., Choi, J. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bright+infrared+quantum-dot+light-emitting+diodes+through+inter-dot+spacing+control%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+nanotechnol%22%5BJournal%5D)">Bright infrared quantum-dot light-emitting diodes through inter-dot spacing control.</a> Nat nanotechnol. 7 (6), 369-373 (2012).</li>
<li>Maier-Flaig, F., Rinck, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multicolor+Silicon+Light-Emitting+Diodes+%28SiLEDs%29%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+lett%22%5BJournal%5D)">Multicolor Silicon Light-Emitting Diodes (SiLEDs).</a> Nano lett. 13 (2), 1-6 (2013).</li>
<li>Patterson, A. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Scherrer+Formula+for+X-Ray+Particle+Size+Determination%5BTitle%5D)+AND+%22Phys+Rev%22%5BJournal%5D)">The Scherrer Formula for X-Ray Particle Size Determination.</a> Phys Rev. 56 (10), 978-982 (1939).</li>
<li>Borchert, H., Shevchenko, E. V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Determination+of+nanocrystal+sizes%3A+a+comparison+of+TEM%2C+SAXS%2C+and+XRD+studies+of+highly+monodisperse+CoPt3+particles%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">Determination of nanocrystal sizes: a comparison of TEM, SAXS, and XRD studies of highly monodisperse CoPt3 particles.</a> Langmuir. 21 (5), 1931-1936 (2005).</li>
<li>Heitmann, J., Müller, F., Zacharias, M., Gösele, U. Silicon Nanocrystals: Size Matters. Adv Mat. 17 (7), 795-803 (2005).</li>
<li>Faraci, G., Gibilisco, S., Russo, P., Pennisi, A., La Rosa, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Modified+Raman+confinement+model+for+Si+nanocrystals%5BTitle%5D)+AND+%22Phys+Rev+B%22%5BJournal%5D)">Modified Raman confinement model for Si nanocrystals.</a> Phys Rev B. 73 (3), 1-4 (2006).</li>
<li>Zi, J., Büscher, H., Falter, C., Ludwig, W., Zhang, K., Xie, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Raman+shifts+in+Si+nanocrystals%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Physics+Letters%22%5BJournal%5D)">Raman shifts in Si nanocrystals.</a> Applied Physics Letters. 69 (2), 200(1996).</li>
<li>Doğan, İ, van de Sanden, M. C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Direct+characterization+of+nanocrystal+size+distribution+using+Raman+spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Appl.+Phys%22%5BJournal%5D)">Direct characterization of nanocrystal size distribution using Raman spectroscopy.</a> J. Appl. Phys. 114, 134310(2013).</li>
<li>Doğan, I., Kramer, N. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultrahigh+throughput+plasma+processing+of+free+standing+silicon+nanocrystals+with+lognormal+size+distribution%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Appl.+Phys%22%5BJournal%5D)">Ultrahigh throughput plasma processing of free standing silicon nanocrystals with lognormal size distribution.</a> J. Appl. Phys. 113, 134306(2013).</li>
<li>Doğan, İ, Weeks, S. L., Agarwal, S., van de Sanden, M. C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nucleation+of+silicon+nanocrystals+in+a+remote+plasma+without+subsequent+coagulation%5BTitle%5D)+AND+%22J+Appl+Phys%22%5BJournal%5D)">Nucleation of silicon nanocrystals in a remote plasma without subsequent coagulation.</a> J Appl Phys. 115 (24), 244301(2014).</li>
<li>Doğan, İ, Westermann, R. H. J., van de Sanden, M. C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Improved+size+distribution+control+of+silicon+nanocrystals+in+a+spatially+confined+remote+plasma%5BTitle%5D)+AND+%22Plasma+Sources+Sci.+Technol%22%5BJournal%5D)">Improved size distribution control of silicon nanocrystals in a spatially confined remote plasma.</a> Plasma Sources Sci. Technol. 24, 015030(2015).</li>
<li>Delerue, C., Allan, G., Lannoo, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Theoretical+aspects+of+the+luminescence+of+porous+silicon%5BTitle%5D)+AND+%22Phys+Rev+B%22%5BJournal%5D)">Theoretical aspects of the luminescence of porous silicon.</a> Phys Rev B. 48 (15), 11024(1993).</li>
<li>Boufendi, L., Jouanny, M. C., Kovacevic, E., Berndt, J., Mikikian, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dusty+plasma+for+nanotechnology%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Phys.+D%3A+Appl.+Phys%22%5BJournal%5D)">Dusty plasma for nanotechnology.</a> J. Phys. D: Appl. Phys. 44 (17), 174035(2011).</li>
<li>Wellner, A., Paillard, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stress+measurements+of+germanium+nanocrystals+embedded+in+silicon+oxide%5BTitle%5D)+AND+%22J+Appl+Phys%22%5BJournal%5D)">Stress measurements of germanium nanocrystals embedded in silicon oxide.</a> J Appl Phys. 94 (2003), 5639-5642 (2003).</li>
<li>Faraci, G., Gibilisco, S., Pennisi, A. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantum+confinement+and+thermal+effects+on+the+Raman+spectra+of+Si+nanocrystals%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+B%22%5BJournal%5D)">Quantum confinement and thermal effects on the Raman spectra of Si nanocrystals.</a> Phys. Rev. B. 80 (19), 1-4 (2009).</li>
<li>Roodenko, K., Goldthorpe, I. A., McIntyre, P. C., Chabal, Y. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Modified+phonon+confinement+model+for+Raman+spectroscopy+of+nanostructured+materials%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+B%22%5BJournal%5D)">Modified phonon confinement model for Raman spectroscopy of nanostructured materials.</a> Phys. Rev. B. 82 (11), 115210(2010).</li>
<li>Diéguez, A., Romano-Rodrı́guez, A., Vilà, A., Morante, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+complete+Raman+spectrum+of+nanometric+SnO%5Bsub+2%5D+particles%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Appl.+Phys%22%5BJournal%5D)">The complete Raman spectrum of nanometric SnO[sub 2] particles.</a> J. Appl. Phys. 90 (3), 1550(2001).</li>
<li>Bersani, D., Lottici, P. P., Ding, X. -Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Phonon+confinement+effects+in+the+Raman+scattering+by+TiO%5Bsub+2%5D+nanocrystals%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Phys.+Lett%22%5BJournal%5D)">Phonon confinement effects in the Raman scattering by TiO[sub 2] nanocrystals.</a> Appl. Phys. Lett. 72 (1), 73(1998).</li>
<li>Lipp, M., Baonza, V. G., Evans, W. J., Lorenzana, H. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanocrystalline+diamond%3A+Effect+of+confinement%2C+pressure%2C+and+heating+on+phonon+modes%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+B%22%5BJournal%5D)">Nanocrystalline diamond: Effect of confinement, pressure, and heating on phonon modes.</a> Phys. Rev. B. 56 (10), 5978-5984 (1997).</li>
</ol>

Yazarların açıklayacak hiçbir şeyi yoktur.

İlk tartışma noktası protokolü dahilinde kritik adımlar olduğunu. Ilgi malzeme ile üst üste gelen zirveleri için amacıyla, aşama 1.2&#39;de belirtildiği gibi alt-tabaka malzemenin bir başka türü kullanılması önemlidir. Si-NC&#39;ler ilgi Örneğin, Raman ölçümleri için silikon substratı kullanmayın. Şekil 1 de, örneğin, Si-NC&#39;ler yaklaşık ilgi konusu aralığı yaklaşık tamamen düz bir sinyal alır pleksiglas alt tabakalar, örneğin,, 480-530 cm üzerinde sentezlendi - 1. Aynı zamanda ka...

Elektronik ve optik özellikleri sadece kendi exciton-Bohr yarıçapına göre aralıkta onların boyutunu değiştirerek ayarlanmış olabilir olarak Yarıiletken nanokristaller dikkat çekmek. 1. Bu eşsiz boyut bağımlı özellikler çeşitli teknolojik uygulamalar için bu nanokristaller ilgili olun. Örneğin, kurye çarpma etkisi, yüksek enerjili foton CdSe, Si, ve Ge nano kristalleri kullanılarak emildiğinde, solar hücre uygulamalarında spektrumu dönüşüm kavramı kullanılabilir gözlenen 2 - 4 ve boyutuna bağlı optik emisyon PBS-NC&#39;ler Si-NC&#39;ler diyot (LED) uygulamalar, ışık yayan kullanılabilir. 5,6 nano-kristal boyut dağılımına kesin bir bilgiye ve kontrol dolayısıyla güvenilirliği üzerinde belirleyici bir rol bazlı bu teknolojik uygulamaların performansını oynayacak nanokristalleri üzerinde. Boyutu d yaygın olarak kullanılan tekniklernanokristallerin istribution ve morfolojisi analizi X-ışını kırınımı (XRD), transmisyon elektron mikroskobu (TEM), fotolüminesans spektroskopisi (PL) ve Raman spektroskopisi olarak sıralanabilir. XRD analiz malzemenin morfolojik bilgi ortaya bir kristalografik tekniktir. Kırılma zirve genişletilmesi itibaren, nanokristal büyüklüğü tahmini 7 Ancak, net bir veri elde genellikle zaman alıcı mümkündür. Üstelik XRD sadece nanokristal boyutu dağılımının ortalama hesaplama etkinleştirebilirsiniz. Multi-modal büyüklük dağılımlarının varlığı, XRD ile boyut analizi yanıltıcı olabilir ve yanlış yorumlarla sonuçlanır. TEM bir multi-modal boyut dağılımına bireysel dağılımlarının varlığını ortaya yapabiliyor olsa da TEM nanokristallerin görüntüleme sağlayan güçlü bir tekniktir. 8, numune hazırlama sorunu ölçümlerden önce harcanacak bir çaba her zaman. Buna ek olarak, yoğun dolu nano üzerinde çalışıyorfarklı boyutları ile kristal toplulukları nedeniyle bireysel nanokristal görüntüleme zorluk meydan okuyor. Fotolüminesans Spektroskopisi (PL), bir optik analiz tekniğidir ve optik olarak aktif nanokristaller teşhis edilebilir. Nano-kristal boyutu dağılımı boyutu bağımlı emisyon elde edilir. 9 nedeniyle dolaylı bant aralığı nanopartiküller, efektler lohusalık tabi olmayan geniş nanokristaller ve kusur zengin küçük nanokristallerin onların zayıf optik özellikleri PL ve gözlenen boyutuna göre tespit edilemez dağılımı sadece iyi optik özelliklere sahip nanokristaller sınırlıdır. Bu, yukarıda belirtilen tekniklerin her biri kendi avantajları olmasına rağmen, bunların hiçbiri gelen ve idealize boyut analizi tekniği (non-yıkıcı ve güvenilir, hızlı, olmak olan) beklentilerinin karşılanması yeteneğine sahip. Nanokristallerin boyut dağılımı analizi başka bir araç Raman spektroskopisi olduğunu. Raman spektroskopisi yaygın olarak kullanılabiliriçinde laboratuarlarında çoğu, ve hızlı ve tahribatsız tekniktir. Buna ek olarak, pek çok durumda, örnek hazırlanması gerekli değildir. Raman spektroskopisi analiz malzemenin farklı morfolojilerin (kristal ya da amorf) hakkında bilgi elde etmek için kullanılabilir titreşim tekniği, ve (frekans spektrumunda görünen fonon modları boyutuna bağlı kaymasından) boyutu ile ilgili bilgi, . 10 Raman spektroskopisi benzersiz özelliği büyüklüğü bağımlı değişiklikler frekans spektrumunda bir değişiklik, fonon tepe şekli (genişletmektedir, asimetri) olarak görülürken nanokristal boyutu dağılımının şekli hakkında bilgi verir olmasıdır. Bu nedenle, analiz nanokristallerin büyüklük dağılımını elde etmek için, Raman spektrumundan gerekli bilgileri, örneğin, ortalama boyutu ve şekil faktörü çıkarmak için prensip olarak mümkündür. Multi-modal boyutlu dağılımlar durumunda, alt-dağılımı da ayrı deconvolu ile tespit edilebilirDeneysel Raman spektrumunun tion. Literatürde, iki teori yaygın Raman spektrumunun şekline nano-kristal boyutu dağılımının etkili model adlandırılır. Tahvil polarizebilite modeli (BPM) 11 o boyutta içindeki tüm bağların katkılarından bir nanokristal polarlanabilirliginin açıklar. Tek parçacık fonon hapsi modeli (PCM) 10, belirli bir boyutu olan bir nanokristal Raman spektrumunu tanımlamak için boyut bağımlı fiziksel değişkenler, yani kristal ivme, fonon frekans ve dağılımını ve lohusalık derecesi kullanır. Bu fiziksel değişkenler boyutuna bağlıdır için, açık bir şekilde nano-kristal boyutunun bir fonksiyonu olarak formüle edilebilir PCM analitik bir temsili tanımlanabilir. Genel bir boyut dağılım fonksiyonunun bu ifade Yansıtma nedenle nanocr belirlemek için kullanılabilir PCM olan boyut dağılımının etkisi hesaba edebilecektirDeneysel Raman spektrumu ystal boyut dağılımı. 12

<table><tbody><tr><td>Raman Spektroskopisi</td><td>Renishaw</td><td>In Via</td><td>514 nm Ar ion</td></tr><tr><td>lazer Tel 3.0</td> ile donatılmıştır <td>Renishaw</td><td></td><td>Raman spektroskopisi kayıt aleti</td></tr><tr><td>Mathematica</td><td>Wolfram</td><td></td><td>Montaj fonksiyonu ve boyut belirleme için</td></tr><tr><td>Substrat</td><td></td><td></td><td>Pleksiglas (Si-NC'lerle sinyal çakışmasını önlemek için)</td></tr><tr><td>Si gofret</td><td></td><td></td><td>Si-NC tepe konumuna referans</td></tr>: <tr><td>Fotolüminesans Spektroskopisi</td><td></td><td></td>, <td>334 nm Ar lazer. Optik boyut dağılımı için.</td></tr><tr><td>Transmisyon Elektron Mikroskobu</td><td></td><td></td><td>Işın yoğunluğu 300 kV. Nanokristal boyutu ve morfoloji tayini için.</td></tr></tbody></table>

multi-parçacık phonon confinement modeli ile raman spektroskopisi kullanarak nano-kristal boyut dağılımı karakterizasyonu

Characterization of Nanocrystal Size Distribution using Raman Spectroscopy with a Multi-particle Phonon Confinement Model

Nanokristallerin boyut dağılımının analizi onların boyut özelliklerine işlenmesi ve optimizasyonu için kritik bir gereksinimdir. Büyüklüğü analizi için yaygın bir şekilde kullanılan teknikler, transmisyon elektron mikroskopisi (TEM) ve X-ışını difraksiyonu (XRD) ve fotoluminesans Spektroskopisi (PL) vardır. Ancak bu tekniklerin, aynı zamanda, hızlı, tahribatsız olarak nano-kristal boyutu dağılımına ve güvenilir bir şekilde analiz etmek için uygun değildir. Bu çalışmada amacımız, boyut bağımlı fonon hapsi etkileri tabi yarıiletken nanokristallerin o büyüklük dağılımını göstermek için kantitatif Raman spektroskopisi kullanılarak, tahribatsız, hızlı ve güvenilir bir şekilde tahmin edilebilir. Ayrıca, karışık boyutu dağılımları ayrı ayrı problanabilir ve kendi hacimsel oranları bu tekniği kullanılarak tahmin edilebilir. Büyüklük dağılımını analiz edebilmek için, biz bir parçacık PCM ve p analitik ifadesi formüle sahipanaliz nanokristal boyutu dağılımını temsil edecek bir genel dağılım işlevi üzerine rojected. Bir örnek deney olarak, çok modlu boyut dağılımları ile serbest duran silikon nanokristallerinin (Si-NC&#39;ler) boyut dağılımının analiz ettik. Tahmini boyutu dağılımları modelimizin güvenilirliğini ortaya, TEM ve PL sonuçları ile mükemmel bir uyum içindedir.

Bir boyut analizi aracı olarak Raman spektroskopisi kullanmak için bir model. Gereken bir ölçülen Raman spektrum boyutla ilgili bilgileri ayıklamak 2 analitik çoklu parçacık fonon hapsi modeli özetlemektedir Şekil. 12 All-boy-bağımlı fonon hapsi fonksiyonunu (Şekil 2 c) lognormal dağılım fonksiyonu olarak seçilir, genel bir boyut dağılım fonksiyonunun (Şekil 2 b) üzerine yansıtılır. Yarı maksimum (Şekil 2 e) ve frekans kaymas...

Biz analitik tanımlanan çoklu parçacık fonon hapsi modeli kullanılarak Raman spektroskopisi kullanılarak nicel bir şekilde yarı iletken nanokristallerin büyüklüğü dağılımını belirlemek için nasıl gösterilmektedir. Elde edilen sonuçlar transmisyon elektron mikroskobu ve fotoluminesans spektroskopisi gibi diğer boyut analiz teknikleri ile mükemmel bir uyum içindedir.

Multi-parçacık Phonon Confinement Modeli ile Raman Spektroskopisi kullanarak nano-kristal Boyut Dağılımı Karakterizasyonu

Analysis of the size distribution of nanocrystals is a critical requirement for the processing and optimization of their size-dependent properties. The ...

Bu prosedürün genel amacı, nanopartikül boyut dağılımını hızlı, güvenilir ve tahribatsız bir yöntemle belirlemek için Raman spektroskopisini kullanmaktır. Bu işlem, öncelikle ilgili nanopartiküllerin Raman spektrumunun elde edilmesiyle gerçekleştirilir. İkinci adım ise ölçüm verilerinin analiz edilmesi ve çok partiküllü fonon sınırlama modeli kullanılarak verilerdeki alt dağılımların tespit edilmesidir.Ardından, uyumlu modelden elde edilen alt dağılımların ortalama boyutu ve genişlik faktörü belirlenir. Son adım, ilgilenilen nanopartiküllerin gerçek boyut dağılımını belirlemek için elde edilen parametrelerin kullanılmasıdır. Nihayetinde, nanopartikül boyut dağılımının hızlı, güvenilir ve tahribatsız bir şekilde belirlenebileceğini göstermek için raman spektroskopisi kullanılır.Bu tekniğin transmisyon elektron mikroskobu ve x-ışını kırınımı gibi mevcut yöntemlere göre temel avantajı, Raman spektroskopisinin tahribatsız bir şekilde hızlı ve güvenilir sonuçlar vermesi ve çoğu laboratuvarda isteğe bağlı olarak erişilebilir olmasıdır. İlgilenilen nanokristallerin sentezlenmesi ile başlayın. Plazma destekli kimyasal buhar biriktirme yöntemini kullanarak silikon nanokristallerini bir cam

characterization-nanocrystal-size-distribution-using-raman

Research

JoVE Journal

Engineering

Mühendislik

Plasmonic cımbız ve fotonik kristal nanoyapıların optik yakalama mikro ve nano-parçacıklar verimlilik ve yönlendirme kontrolü yararlı geliştirmeler üretmek için gösterilmiştir.

Gelişmiş mikro ve Nanopartikül Manipülasyon Plasmonic ve Fotonik Kristal Nanoyapıların Kullanımı

İzole edilmiş plazmonik parçacıklarda doymuş ve ters doymuş saçılma keşfedildi ve süper çözünürlüklü mikroskopide yeni bir ağartıcı olmayan kontrast yöntemi olarak benimsendi. Burada, doğrusal olmayan saçılmayı tespit etmek ve çıkarmak için deneysel prosedürlerin yanı sıra, doymuş uyarma mikroskobu yardımıyla çözünürlüğün nasıl arttırılacağı ayrıntılı olarak açıklanmaktadır.

Tek plasmonik Nanoparçacığı gelen doğrusal olmayan Saçılma Ölçülmesi

Makale, karbon nanotüplere eriyik sızması yoluyla aşırı nanoteller üretmek için bir yöntemi ve titreşim ve optik uyarma enerjilerini belirlemek için Rezonans Raman Spektroskopisi kullanılarak 1D sistemlerin nasıl karakterize edilebileceğini ve araştırılabileceğini açıklamaktadır.

Aşırı Nanotel ve Diğer 1D Sistemleri Rezonans Raman Spektroskopisi

El yazması, hem lazerle sınırlı çözünürlük hem de fotolüminesans (PL) spektroskopisini içeren fonon destekli yarı rezonans floresan spektroskopisi yöntemini açıklar. Bu yöntem, enerji alanındaki atom benzeri yarı iletken yapıların çizgi genişliği sınırlı çözünürlük spektrumlarını sağlamak için optik fononları kullanır. Yöntem ayrıca tek bir spektrometre optik spektroskopi kurulumu ile kolayca gerçekleştirilir.

Yüksek Çözünürlüklü Fonon destekli Yarı-rezonans Floresans Spektroskopisi

Karbon nanotüplerin yapısı ayarlanabilir polimerik kapsülleme katmanları ile işlevselleştirilmesi ve küçük açılı nötron saçılımı kullanılarak yapısal karakterizasyonu için bir yöntem sunulmuştur.

Küçük açılı Nötron Saçılma tarafından Thermo-geri dönüşümlü Blok Kopolimer ve Karakterizasyonu Tek duvarlı Karbon Nanotüpler işlevselleştirilmesi

Sigara karıştırıldı çökelti polimerizasyonu uyaranlara duyarlı poli (N -isopropylacrylamide) dar bir boyut dağılımı mikrojelleri sentezi için hızlı, kopyalanabilir bir prototip bir yaklaşım sağlar. Bu protokol sentezinde, ışık saçılması karakterizasyonu ve geniş alan mikroskopisi kurulumunda bu mikrojellerin tek parçacık floresan izleme gösterilmiştir.

Kontrollü Sentezi ve yüksek Düzgün Poli Floresan Takibi (<em&gt; K</em&gt; -isopropylacrylamide) Mikrojeller

plasmonik cımbız katılan bir mikroçip üretim süreci burada sunulmuştur. Mikroçip maksimum sıkıştırma kuvvetinin ölçülmesi için bir tuzak parçacığın görüntülenmesine olanak sağlar.

Bir İzleme Ortamında plasmonik Yakalama ve Nanopartiküller Yayın

Polielektrolit kompleks misellerin, polielektrolitlerin ve hidrofilik yüklü blok kopolimerlerin oluşturduğu çekirdek kabuklu nano partiküllerin tasarımı, montajı ve karakterizasyonu için protokoller ve temsili veriler salıyoruz.

Polielektrolit Kompleksi Misellerinin Montajı ve Karakterizasyonu

Bu protokol, üç boyutlu çok polimerik numunelerin karakterizasyonunda fototermal nano ölçekli kızılötesi spektroskopinin performansını değerlendirmek için atomik kuvvet mikroskobu ve nano ölçekli kızılötesi spektroskopinin uygulanmasını açıklar.

Çok Fazlı Polimerik Sistemleri Keşfetmek için Nano Ölçekli Kızılötesi Spektroskopideki Gelişmeler

Sıvıda ultra hızlı lazer ablasyonu, sıvı/hava ortamlarında nanomalzemeleri (nanopartiküller [NP'ler] ve nanoyapılar [NS'ler]) sentezlemek için hassas ve çok yönlü bir tekniktir. Lazerle ablasyonlu nanomalzemeler, NS'lerin / NP'lerin üzerine veya yakınına yerleştirilen analitlerin Raman sinyalini arttırmak için Raman aktif moleküllerle işlevselleştirilebilir.

Yüzeyi Geliştirilmiş Raman Saçılımı Tabanlı Algılama Uygulamaları için Ultra Hızlı Lazerle Kesilmiş Nanopartiküller ve Nanoyapılar

Öğrenin, Raman spektroskopisi ve çok parçacıklı fonon hapsi modeli kullanarak yarı iletken nanokristallerin boyut dağılımını hızlı, güvenilir ve yıkıcı olmayan şekilde nasıl belirleyebilirsiniz.

Multi-parçacık Phonon Confinement Modeli ile Raman Spektroskopisi kullanarak nano-kristal Boyut Dağılımı Karakterizasyonu

Daha fazla video keşfet