Forbedring af fremstilling i nanometerskala med infrarød spektroskopi

En af de vigtigste resultater af nanoteknologiens æra er udviklingen af ​​fremstillingsteknologier, der kan fremstille nanostrukturer dannet af flere materialer. En sådan integration af kompositmaterialer på nanometerskala har muliggjort innovationer inden for elektroniske enheder, solceller, og medicinsk diagnostik.

Mens der har været betydelige gennembrud inden for nano-fremstilling, der har været meget mindre fremskridt med måleteknologier, der kan give information om nanostrukturer lavet af flere integrerede materialer. Forskere ved University of Illinois Urbana-Champaign og Anasys Instruments Inc. rapporterer nu om nye diagnostiske værktøjer, der kan understøtte banebrydende nano-fremstilling.

"Vi har brugt atomic force mikroskop baseret infrarød spektroskopi (AFM-IR) til at karakterisere polymer nanostrukturer og systemer af integrerede polymer nanostrukturer, " sagde William King, College of Engineering Bliss Professor i Institut for Mekanisk Videnskab og Engineering ved University of Illinois Urbana-Champaign. "I denne undersøgelse, vi har været i stand til kemisk at analysere polymerlinjer så små som 100 nm. Vi kan også tydeligt skelne mellem forskellige nanomønstrede polymerer ved hjælp af deres infrarøde absorptionsspektre som opnået ved AFM-IR-teknikken."

I AFM-IR, en hurtigt pulserende infrarød (IR) laser rettes mod en tynd prøve, som absorberer IR-lyset og gennemgår hurtig termomekanisk ekspansion. En AFM-spids i kontakt med polymernanostrukturen giver genlyd som reaktion på udvidelsen, og denne resonans måles af AFM.

"Mens nanoteknologer længe har været interesseret i fremstilling af integrerede nanostrukturer, de har været begrænset af manglen på værktøjer, der kan identificere materialesammensætning på nanometerskalaen." sagde Craig Prater, medforfatter på studiet og teknologichef for Anasys Instruments Inc. "AFM-IR-teknikken tilbyder den unikke evne til samtidig at kortlægge nanoskalamorfologien og udføre kemisk analyse på nanoskala."