SPM- und TERS-Messungen an Graphen
Graphen, eines der faszinierendsten Materialien der Nanotechnologie, steht deshalb im Fokus zahlreicher Studien und Anwendungen. Von Carbon NanoTubes (CNT) bis hin zu funktionalisierten Kohlenstoffen bietet Graphen außerdem enormes Potenzial für Forschung und Industrie. Insbesondere haben sich SPM-Messungen (Scanning Probe Microscopy) und TERS-Messungen (Tip-Enhanced Raman Scattering) als Schlüsseltechnologien zur Untersuchung von Graphen etabliert. Darüber hinaus ermöglichen diese Methoden präzise Einblicke in die physikalischen Eigenschaften und die Struktur des Materials.
SPM-Messungen an Graphen
SPM-Messungen an Graphen gehören zu den wichtigsten Analyseverfahren in der Nanotechnologie. Mit einem Scanning Probe Microscope (SPM), wie es von Nanonics entwickelt und über Soliton vertrieben wird, lassen sich atomare Strukturen und Materialeigenschaften detailliert untersuchen. Ein SPM bietet die Möglichkeit, AFM-Messungen (Atomic Force Microscopy) mit weiteren Messmethoden zu kombinieren. So kann beispielsweise die Leitfähigkeit eines Graphen-Transistors als Funktion des Lichteinfalls durch die NSOM-Spitze (Near-Field Scanning Optical Microscopy) analysiert werden.
Ein weiteres spannendes Forschungsfeld ist die Wechselwirkung von Materie, Licht und elektrischen Feldern. Mit einer NSOM-Spitze von Nanonics, die eine Lichtaustrittsöffnung von nur 50 nm hat, können Substrate gezielt beleuchtet werden. Dabei generierte elektrische Felder lassen sich mithilfe von Electrical Force Microscopy (EFM) oder dem Kelvin-Verfahren messen. Diese Kombination von Methoden eröffnet neue Möglichkeiten zur Charakterisierung von Graphen.
TERS-Messungen an Graphen
TERS-Messungen (Tip-Enhanced Raman Scattering) bieten eine innovative Methode zur Analyse von Graphen, insbesondere zur Bestimmung von Single-Layer- und Multi-Layer-Strukturen. Die Anzahl der Schichten hat einen erheblichen Einfluss auf die physikalischen Eigenschaften des Materials. Während herkömmliches Raman-Spektroskopie-Equipment größere Volumenbereiche ausleuchtet (ca. 1 µm x 1 µm x 2 µm), erlaubt TERS eine signifikante Reduktion der lateral ausgeleuchteten Fläche und der Eindringtiefe. Dadurch lassen sich Reinheit, Struktur und Schichtanzahl von Graphen äußerst präzise bestimmen.
Besonders für Anwendungen auf speziellen Substraten oder bei der Kombination von Graphen mit anderen Trägermaterialien ist TERS daher ein unverzichtbares Werkzeug geworden. Darüber hinaus ermöglicht TERS, wie kürzlich von Nanonics demonstriert, die Analyse von Graphen-Schichten mit einer beeindruckenden Genauigkeit. Zudem wird diese Methode zunehmend in Forschungsgruppen eingesetzt, die sich auf die Materialentwicklung und Qualitätskontrolle konzentrieren.
Fazit
SPM- und TERS-Messungen an Graphen bieten daher unverzichtbare Einblicke in die Struktur und Eigenschaften dieses innovativen Materials. Mit Technologien wie den NSOM- und AFM-Spitzen von Nanonics können spezifische Eigenschaften von Graphen untersucht werden, die mit herkömmlichen Methoden ansonsten unerreichbar bleiben. Zudem sind diese Techniken essenziell für die Entwicklung neuer Anwendungen und Materialien in der Nanotechnologie.
