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Carbonio, materiali 2D e nanotecnologie

La spettroscopia Raman è probabilmente lo strumento analitico più importante per esaminare molte delle strutture derivate dal carbonio e i nuovi materiali 2D.

La tecnologia Raman può essere usata per identificare tutte le forme di carbonio, inclusi grafene, nanotubi (CNT), grafite, diamanti e carbonio DLC (tipo diamante). Risulta utile anche per lo studio di molti materiali 2D, come ad esempio MoS2, hBN e WSe2.

Visto l'enorme numero di beni di consumo prodotti con derivati del carbonio e la diffusione dei materiali 2D per lavorazioni innovative, questo campo di applicazione della spettroscopia Raman sta diventando estremamente importante.

Analisi del carbonio in tutte le sue forme

I sistemi Raman della Renishaw vengono utilizzati nel campo della ricerca, dello sviluppo e del controllo qualità dei materiali a base di carbonio. È possibile determinare:

  • il numero di strati di grafene, con relativi difetti, droganti e gli stati tensionali
  • Spessore e stato di ibridazione del carbonio DLC (sp2 e sp3)
  • diametro e funzionalizzazione dei nanotubi di carbonio (CNT)
  • tensioni, purezza e origine dei diamanti (sintetici e naturali)
  • proprietà del C60 e di altri fullereni
  • composizione strutturale delle forme di carbonio amorfo

Analisi di monostrati e film sottili

Alcuni fra i più interessanti materiali di nuova generazione sono composti da un unico strato atomico (o comunque da un numero di strati molto ridotto). In questi casi, l'elevata sensibilità dei sistemi Raman della Renishaw semplifica e velocizza le operazioni di identificazione ed analisi.

Nanotecnologia

Larisoluzione spaziale elevata consente l'utilizzo dei microscopi Raman confocali inVia della Renishaw per studiare la struttura e i difetti dei nanomateriali, come ad esempio grafene e CNT.

Con Renishaw è possibile combinare le analisi Raman  con i microscopi a scansione di sonda (ad esempio, microscopi a forza atomica). In questo modo è possibile aggiungere i dati dell’analisi chimica alle informazioni topografiche e di proprietà, acquisite con elevata risoluzione spaziale mediante gli strumenti SPM/AFM. Inoltre, si può utilizzare la spettroscopia TERS (tip-enhanced Raman spectroscopy) per acquisire informazioni chimiche Raman su scala nanometrica.

Spettri completi

SynchroScan produce spettri ad ampio rango e a risoluzione elevata. Acquisire spettri Raman e di foltoluminescenza su di un ampio rango spettrale è un gioco da ragazzi. Ad esempio, diventa possibile:

  • osservare i modi di respiro radiale (RBM) dei nanotubi di carbonio, con le bande G e 2D comprese in un solo spettro
  • studiare le caratteristiche di fotoluminescenza associate ai difetti dei diamanti e il relativo spettro Raman

Maggiore segnale, nessun danno

Alcuni film sottili, come ad esempio quelli a base di DLC, possono essere danneggiati dai laser ad alta densità di potenza. Grazie alla tecnologia Renishaw di illuminazione mediante una linea laser, invece che un punto, la densità viene ridotta, senza sacrificare la potenza complessiva del laser. In questo modo, si possono raccogliere rapidamente dati di alta qualità, senza il rischio di danneggiare i campioni.

Controllo qualità

Renishaw vanta più di 20 anni di esperienza nella fornitura di sistemi per la verifica della qualità dei materiali a base di carbonio. I suoi prodotti vengono utilizzati in tutto il mondo per eseguire controlli di qualità rapidi e accurati su moltissimi materiali. 

Nota sull'applicazione da scaricare

Galleria immagini

  • Immagine del grafene presa con StreamLine HR Rapide
  • AFM image of a graphene flake with Raman spectra from far-field and TERS measurements.
  • White light and Raman images of graphene
  • White light and Raman images of diamond film
  • Raman and photoluminescence images of diamond film
  • Raman image of a carbon nanotube

Guarda il video

  • StreamHR Rapide - graphene [en]

    Using a Renishaw inVia confocal Raman microscope and WiRE™ software to image graphene. The image build up is shown at true data collection speed using StreamHR Rapide. The analysis clearly shows monolayer and multilayer graphene. A second image shows defects in the graphene.

  • Vantaggi della spettroscopia Raman nello studio del grafene [en]

    Il professor Robert J Young del National Graphene Institute and School of Materials, dell'Università di Manchester illustra l'utilizzo della spettroscopia Raman nello studio del grafene.

Ulteriori informazioni

Siamo a disposizione per ogni esigenza

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Notizie recenti

Il microscopio inVia della Renishaw viene utilizzato dalla New Plasma Technologies per il controllo qualità

New Plasma Technologies (NPT), con sede a Mosca in Russia, utilizza un microscopio Raman confocale inVia per esaminare in modo non distruttivo la struttura e le proprietà chimiche dei materiali.

I sistemi nostri Raman vengono utilizzati presso la Boston University, per lo studio di materiali 2D

La Boston University è stata fondata nel 1839 e attualmente vanta più di 33.000 studenti. Il Department of Electrical and Computer Engineering ospita il laboratorio OCN (Optical Characterization and Nanophotonics) in cui si svolgono ricerche incentrate sullo sviluppo e l'applicazione di tecniche avanzate di caratterizzazione ottica per studi di stato solido e fenomeni biologici a livello di nanoscala.

Il Gruppo Casiraghi impiega la tecnologia Raman per lo studio del grafene

La dottoressa Cinzia Casiraghi della School of Chemistry dell'Università di Manchester è un'esperta di grafene e nanostrutture del carbonio ed è a capo di un gruppo di ricerca, che prende il suo nome, e che usa la spettroscopia Raman per ottenere informazioni quantitative sulle proprietà e la struttura delle nanostrutture del carbonio.