将化学和物理性质与纳米狭窄和拉曼光谱相关

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结合Renishaw的Invia™共聚焦拉曼显微镜与纳米狭窄测量的力量，并与化学信息直接相关，例如多态性，结晶度，相和应力/菌株。

拉曼光谱被认为是一种强大的技术，主要用于研究材料的组成，应变，应力，均匀性和材料紊乱。欧洲杯足球竞彩但是，它不直接表征物理，摩擦学和机械性能。

Renishaw和Hysitron合并了一个Invia共聚焦拉曼显微镜使用TI 950摩擦压头，开发了一种系统，可以直接在现场将力学性能测量与综合化学分析相关联。

从样本中收集高质量的相关数据

• 纳米尺度压痕，磨损和划痕分析
• 确定机械，局部和摩擦学特性
• 原位表面形貌成像的SPM
• 用于结构和化学性质的拉曼光谱

一个综合系统

通过使用Renishaw公司的光纤技术，inVia可以耦合到各种纳米压痕系统，如TI 950摩擦压痕器^®由Hysitron提供。这些配对导致组合仪器，其提供显着改进的表征能力。

为了通过压痕和拉曼光谱分析样品上的相同位置，可以通过压痕和拉曼光谱分析相同的位置，而无需转移和定向仪器之间的样品。纳米丁烯腺嘌呤和INVIA也可以单独使用，同时使用，而不会损害个人性能。

TI 950 Fresoindenter（Hysitron，Minneapolis，Minnesota，美国，www.hysitron.com.)通过单独的光纤探头耦合到inVia共聚焦拉曼显微镜。

在微观尺寸和纳米尺度的机械性能和变形行为中获得更大的洞察力

菱形碳（DLC）是一类亚稳态无定形材料，具有多种有吸引力的机械，摩擦学，光学，化学和电气性能。欧洲杯足球竞彩这些属性基于SP的相对丰度而不同^3.与sp.²在它们的结构中结合。DLC薄膜具有高耐磨性、极低摩擦系数、高弹性模量和高硬度等力学性能，可与金刚石媲美。

以下对金刚石碳膜的研究建立了该组合拉曼/压纳系统的功率。

三种DLC薄膜的拉曼和纳米压痕研究

分析了三种DLC薄膜(a, b和c)。采用不同的沉积技术在硅片上沉积。得到了各薄膜的拉曼点光谱nanoindentations制作产生缩进曲线，显示每件膜的模量和硬度。三个DLC涂层的压痕曲线的差异与每个拉曼光谱中观察到的变化相关（图1和2）。

样品C是最薄的DLC膜（40nm），使得该样品在所有三个中最柔软的样品，因为压痕是采样更软的硅衬底，也是更难的DLC膜。这也在缩进曲线的卸载部分中开发“肘部”（图2）。通过在拉曼光谱中存在硅特征来建立样品C的薄度;这来自底物，出现，因为光可以渗透样品C的薄DLC涂层。由于更厚的涂层的累积，该特征不存在于其他光谱中。

图1。DLC样品A，B和C的拉曼光谱。

图2。样品A，B和C的压痕曲线。每个样品使用10mN的最大正常力。

磨损坑的拉曼和SPM成像

通过在样品C上进行磨损试验进一步检查涂层的行为（图3）。通过以1 Hz速率在表面上遍历五次的伯克罗维奇缩进而产生磨损坑，具有500μN的正常力。可以在扫描探针显微镜（SPM）图像（图3b）中和拉曼图像中的光学图像（图3a）中观察到磨损特征（图3b）（图3c）。拉曼光谱也被呈现在样品上的三个关键位置：在其边缘和处于处女材料的磨损坑内，远离坑内。

图3。（A）光学白光和（B）扫描样品C上耐磨坑的探针显微镜（SPM）图像。（c）原位拉曼图像显示无序的分布（D 1360厘米的d带^－1）和石墨（G频段为1580厘米^－1）碳带区域以及第二阶硅带区域为960厘米^－1。颜色代码如下：1360厘米^－1D波段(白色)，1580厘米^－1G波段(蓝色)960厘米^－1（黑色）二阶硅频段。（d）从三个不同位置提取的相应拉曼光谱，如拉曼图像所示。

光学图像(A)的中心较轻的外观，以及SPM图像(B)的高度变化，表明薄膜已被移除，硅衬底暴露在凹坑中。拉曼光谱(D)证实了这一点，因为它显示的是硅的特征，而不是碳。

在坑的边缘看到碎片，在SPM图像中所示的高度等效增加。从凹坑和原始材料的边缘的拉曼光谱比较显示在碎片谱中存在额外峰的存在，与无序碳连接。这指定磨损将涂层材料移动到磨损坑的边缘，并且变形从SP改变^3.从主导结构到缺陷更多的石墨sp²结构体。

实验条件

Hysitron的Ti 950摩擦德丁和雷尼绍氏共焦拉曼显微镜借助雷尼绍光纤探针的帮助。这些安装在Hysitron的花岗岩桥上，以实现稳定性。使用此配置，可以从样本获取：SPM图像;拉曼点光谱;拉曼图像;光学白光图像;和纳米和微压缩数据，无论是否需要在仪器之间转移样品。

拉曼光谱：用514nm激发产生拉曼测量（AR⁺离子激光），具有50×超长工作距离物镜。在每个DLC膜上达到拉曼点光谱。通过点映射产生耐磨坑图像。

纳米压痕:在连续测量系统(CMX)下进行压痕，最大压痕载荷为10 mN。这就得到了DLC薄膜的压痕硬度和储存模量的深度分布。对于磨损坑，样品c上的40 nm DLC薄膜在500 μN恒定法向力下通过nanoWear™测试。Berkovich探头以1hz的往复速率在表面上通过了五次。采用扫描探针显微镜(SPM)对6 μm × 6 μm的形貌进行原位后扫描。

结论

这些研究表明，拉曼光谱和压痕提供了互补的化学和机械信息，可用于工程师和科学家，以提高他们对类金刚石膜的理解。使用Renishaw/Hysitron组合仪器，可以在同一位置进行原位测量，从而研究涂层性能的空间变化，以及与磨损坑等微观特征相关的变化。该组合仪器还可以节省时间，因为无需在仪器之间转移和定位样品。

invia。完美的拉曼 - 缩进分析工具

• 将invia与纳米狭窄测量结合起来
• 纳米尺度压痕，磨损和划痕分析
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• 原位SPM用于表面形貌成像
• 用于结构和化学性质的拉曼光谱

激光安全

3B级激光产品。避免暴露在光束中。不可见和可见的激光辐射。

激光共聚焦拉曼显微镜。

致谢

雷尼绍将感谢弗吉尼亚州的弗吉尼亚州教授在科罗拉多大学，博尔德举办他们的团队，并在她的乐器上给他们时间。

Sample Autau-Ren Jeng教授和Mehdi Rouhani，NCCU台湾博士

此信息已采购，从雷尼绍PLC提供的材料进行审核和调整。欧洲杯足球竞彩

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