نانومواد

راهی بی تماس برای اندازه گیری ضخامت فیلم های نانولوله های کربنی

راهی بی تماس برای اندازه گیری ضخامت فیلم های نانولوله های کربنی

 

راهی بی تماس برای اندازه گیری ضخامت فیلم های نانولوله های کربنی
آماده سازی fllms SWCNT برای آزمایش. اعتبار: پاول اودینف / Skoltech

راهی بی تماس برای اندازه گیری ضخامت فیلم های نانولوله های کربنی دانشمندان Skoltech و همکاران آنها از روسیه و فنلاند یک روش غیر تهاجمی برای اندازه گیری ضخامت فیلم های نانولوله کربنی یک جداره را دریافته اند که ممکن است در زمینه های مختلفی از انرژی خورشیدی کاربرد داشته باشد. به منسوجات هوشمند. مقاله در مجله نامه های کاربردی فیزیک منتشر شد.

دانشکده ها :  یک نانولوله کربنی تک جداره (SWCNT) اساساً یک ورق گرافیت با ضخامت یک اتم است که درون یک لوله چرخانده می شود. آنها یک آلوتروپ (شکل فیزیکی) کربن هستند ، دقیقاً مانند فولرن ها ، گرافن ، الماس و گرافیت. SWCNT نویدهای زیادی در کاربردهای مختلف صنعتی از سلول های خورشیدی و LED گرفته تا لیزرهای فوق سریع ، الکترودهای شفاف و منسوجات هوشمند می دهد.

همه این برنامه ها به اندازه گیری دقیق ضخامت فیلم SWCNT و نوری نیاز دارند خواص . “ضخامت فیلم برای بسیاری از کاربردها بسیار مهم است و معمولاً مشخص می شود که چه مقدار نور می تواند از طریق فیلم در محدوده طیفی قابل مشاهده منتقل شود: هر چه شفافیت بیشتر باشد ، ضخامت فیلم کمتر است. ثابت ها هنگام نیاز به طراحی الکترودهای شفاف کارآمد بسیار مهم هستند. به عنوان مثال ، ما باید ضخامت را بدانیم تا خواص ضد انعکاس سطح را بر اساس لایه پنجره SWCNT شفاف برای سلول های خورشیدی بهبود دهیم. برای تخمین و سپس استفاده از خصوصیات مکانیکی فیلم های SWCNT ، ما باید ابعاد هندسی فیلم ها را پیش بینی کنیم. “

روش های موجود برای اندازه گیری ثابت نوری شامل طیف سنجی جذب و از دست دادن انرژی الکترون است ، در حالی که پارامترهای هندسی را می توان با میکروسکوپ الکترونی عبوری ، میکروسکوپ الکترونی روبشی یا میکروسکوپ نیروی اتمی تعیین کرد. این روش ها از نظر منابع ناکارآمد هستند و به تهیه نمونه نیاز دارند ، که ممکن است بر خصوصیات فیلم های SWCNT که فرد در حال اندازه گیری آن است تأثیر بگذارد.

تیمی از محققان به سرپرستی آلبرت نصیبولین از Skoltech و دانشگاه آلتو توانستند یک روش سریع ، بدون تماس و جهانی را برای تخمین دقیق ضخامت فیلم SWCNT و عملکردهای دی الکتریک آنها طراحی کنند. آنها یک راه حل برای استفاده از بیضوی سنجی طیفی (SE) ، یک روش اندازه گیری غیرمخرب ، سریع و بسیار حساس برای فیلمهای SWCNT کشف کردند.

“Ellipsometry یک روش غیر مستقیم است که می توانیم از آن برای تعیین پارامترهای فیلم استفاده کنیم و روشهای استاندارد پردازش داده ها همیشه در اینجا قابل استفاده نیستند. در نگاه اول ، کربن + نانولوله / “rel =” tag “class =” textTag “> نانولوله کربن فیلم نازک یک موضوع بسیار دشوار برای این روش است: متشکل از میلیون ها لوله فردی و دسته ای به اندازه نانومتر به طور تصادفی جذب قوی در کل محدوده طیفی ، انعکاس کم و ناهمسانگردی در خصوصیات نوری آن. با این وجود ، اولین نویسنده مقاله ، جورجی ارمولایف ، دانشجوی برنامه مشترک Skoltech-MIPT ، یک الگوریتم زیبا برای بازیابی ضخامت و ثابت های نوری در یک مجموعه واحد از اندازه گیری های نوری ، “می گوید یوری گلادوش ، یکی از نویسندگان مقاله.

محققان فیلمهای SWCNT با ضخامت و جذب متغیر بین ۹۰٪ و ۴۵٪ در ۵۵۰ نانومتر تولید کردند و باند پهن (۲۵۰-۳۰۰۰۰ نانومتر) را تعیین کردند ضریب شکست و ضخامت مربوطه فیلم ها.

“انتظار می رفت که ویژگی های نوری به تراکم بسته بندی نانولوله های کربنی موجود در فیلم بستگی داشته باشد ، اما جای تعجب این بود که این اثر چقدر بزرگ است. یک قطره اتانول می تواند فیلم را فشرده یا متراکم کرده و تغییر دهد. ضریب شکست از ۱٫۰۷ به ۱٫۷ ، فرصت های ساده ای برای تنظیم ویژگی های نوری SWCNT فیلم “>” آلبرت نصیبولین اضافه می کند.

این تیم معتقد است که دانشمندان دیگر می توانند بر اساس کار آنها کار کنند و ، از جمله ، از روش خود فراتر از حوزه نانولوله های کربنی برای انواع دیگر این ساختارها استفاده کنند.

نوشته های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دکمه بازگشت به بالا