1)用扫描电子显微镜(SEM)扫描隧道显微镜(STM)透射电子显微镜(TEM)来表征生长域和表面形态。
2)用原子力显微镜(AFM)来表征表面形态、厚度、层的均匀性、畴生长。
2.光谱法
1)拉曼光谱——鉴定石墨烯片并获得层数信息
2)红外光谱——评估官能团的存在
3)紫外-可见光谱——帮助评估氧化石墨烯和还原石墨烯的区别
4)X射线衍射(X射线粉末衍射)——用于分析结晶相
5)光电子能谱(X射线光电子能谱)——分析表面化学构成和键合。
6)核磁共振——获取结构信息,如sp 2和sp 3碳信息。
7)动态光散射(动态光散射和光子关联光谱学)——用于尺寸表征或测量流体尺寸和亚微米颗粒。
8)DPI(双偏振干涉测量技术)——帮助表征氧化石墨表面与其他分子的表面相互作用。
3.力学性能测试
1)杨氏模量。
2)泊松比。
3)膨胀试验。
4)表面张力(石墨烯膜的松弛和自紧)
5)石墨烯膜的气体透过率。
4.热性能和热效应分析
1)热导性。
2)热重分析(TGA)和热稳定性。
现在让我们来看一下各种分析工具以及它们是如何来鉴别和表征石墨烯的。
显微镜法
石墨烯的SEM,STM,TEM表征
扫描电子显微镜,用一束高能量的聚焦电子束代替光来形成图像,可与能谱连用。可以获得形貌信息(物体的表面特征)、形态信息(构成物体的粒子的形状和大小)、组成信息(组成物体的元素和化合物以及他们的量)和晶体信息(原子在物体中的排列
从书上查了一些内容,书的年代比较久远,可能买不到...有兴趣的话,尝试着去图书馆借一下吧。SEM工作时,电子枪发射的入射电子束打在试样表面上,向内部穿透一定的深度,由于弹性和非弹性散射形成一个呈梨状的电子作用体积。电子与试样作用产生的物理信息,均由体积内产生。
二次电子是入射电子在试样内部穿透和散射过程中,将原子的电子轰击出原子系统而射出试样表面的电子,其中大部分属于价子激发,所以能量很小,一般小于50eV。因此二次电子探测体积较小。二次电子发射区的直径仅比束斑直径稍大一些,因而可获得较高的分辨率。
二次电子像的衬度取决于试样上某一点发射出来的二次电子数量。电子发射区越接近表面,发射出的二次电子就越多,这与入射电子束与试样表面法线的夹角有关。试样的棱边、尖峰等处产生的二次电子较多,相应的二次电子像较亮;而平台、凹坑处射出的二次电子较少,相应的二次电子像较暗。根据二次电子像的明暗衬度,即可知道试样表面凹凸不平的状况,二次电子像是试样表面的形貌放大像。
SEM内在试样的斜上方放置有探测器来接受这些电子。接受二次电子的装置简称为检测器,它是由聚焦极、加速极、闪烁体、光导管和光电倍增管组成。在闪烁体前面装一筒装电极,称为聚焦极,又称收集极。在其前端加一栅网,在聚焦极上加250-300V的正电压。二次电子被此电压吸引,然后又被带有10kV正电压的加速极加速,穿过网眼打在加速极的闪烁体上,产生光信号,经光导管输送到光电倍增管,光信号转变为电子信号。最后输送到显示系统,显示出二次电子像。
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