碳纳米管的拉曼分析

一类新的材料称为碳纳米管（CN欧洲杯足球竞彩T）已经吸引了广泛的工程应用显著的兴趣。这些材料看起欧洲杯足球竞彩来类似于结构的石墨碳。如图1所示，通过可视化一层石墨来概念化单壁碳纳米管（SWNT）的结构可以概念化，如图1所示。

图1。一个围住的碳纳米管的结构的例证从石墨板料的。

多壁碳纳米管（MWNT）

当将许多层石墨卷成单个管时，随后的结构被称为多壁碳纳米管（MWNT）。由于管结构的灵敏度和共振现象，这些管的拉曼光谱非常有趣。

换句话说，由电子频带结构产生的光谱的强激励波长依赖性。在CNT中，共振拉曼行为是独一无二的，因为散射的光子和事件都具有与电子激发谐振的可能性。由于这个原因，拉曼光谱中的特性是CNT类型的诊断。

SWNT的拉曼光谱

径向呼吸模式（RBM）是CNT的拉曼光谱中最关键的方面，通常观察到100至250厘米^-1。RBM的频率与纳米管直径的倒数有关（D._T.）。在孤立的SWNT的情况下，这一关系是[1]：

ω._R.= 224 / d_T.

但是，非隔离的SWNT受管间相互作用，这倾向于提高RBM的频率。

预计D模式或无序带在多壁纳米管（MWNT）中观察到，但是当在SWNT中观察时，假设它是因为管中的缺陷。G模式，也称为TM切线模式，与石墨平面中的-cc-键的拉伸模式匹配。此模式放置在1580cm上^-1。

激发波长依赖性

如前所述，存在强烈的激发波长依赖性拉曼强度的瑞恩从激光波长的即时性导致电子状态之间的过渡。状态的密度决定了过渡强度和能量，对管结构非常敏感。

每个SWNT在特定的激发波长范围内具有共振拉曼光谱。图2示出了Kataura曲线图，其将RBM的拉曼偏移的频率链接到每个类型的管中的状态的峰的能量隔离（n，m）。在共振条件下，拉曼信号大大提高，甚至可以记录孤立的CNT的拉曼光谱，从中可以确定其电子和结构性。因此，Kataura绘图总结了拉曼频谱中包含的所有数据。图3显示该方法适合于选择性地改善不同SWNT的拉曼光谱。

图2。基于C-C最近邻的能量的Kataura图表2.9EV的相互作用

图3。在SWNT粉末的曲线上记录的光谱记录在几个波长上

光谱和空间分辨率

需要高光谱分辨率来隔离单个或多个CNT的光谱中的非常接近的模式。

图4。RBM拉曼SWNT的样品束的频谱在633nm处的SWNT的Labram。

上图所示的RBM光谱表示激光焦卷中最小三种不同管的集合。

可以通过使用共振条件来识别单个分离的SWNT的光谱拉曼微光谱。这些实验中的复杂性是将纳米管定位在表面上。可以使用地图探测底物的大面积。这是检测“热点”的标准方法。

从RBM频率，可以在每个测量点估计管直径。该实验中的管子分散在硅基板上，直径为约0.8nm至1.5nm。尽管激光光斑大于管直径，但是管的共振行为使得可以记录光谱。

由于纳米管中的光吸收非常高，因此材料的温度将增加并且有时可以促进样品的变化。因此，重要的是检查功率密度在样品处的影响。由于CNT的温度变化，可以容易地检测温度波动和诱导频率偏移。

光致发光排放

除拉曼散射外，激发样品的光致发光排放可以提供有关CNT结构的信息。这种最新技术也可用于研究CNT的物理和化学性质。

图5。相同样本区域的拉曼和PL强度图。

光致发光和拉曼成像可以在具有相同仪器的同一区域进行，如图5所示。两个强度映射之间的链路良好，所以实现的数据是互补的

结论

根据所使用的拉曼系统的配置，可以获得关于CNT的不同类型的信息。拉曼系统适用于获取最大信息，因为它具有高潜力在表征SWCNT的结构时。有关化学和物理性质的结构的信息使得适用于控制特定应用的SWCNT的质量的技术。

此信息已采购，从Horiba Scientific提供的材料审核和调整。欧洲杯足球竞彩

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