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【免费报告】如何突破衍射极限？基于近场光学技术的纳米分辨红外光谱

随着现代科学研究尺度不断缩小 ， 以及微纳材料合成制备能力的提升 ， 对适合这些尺度表征的新方法提出了更高的要求 。 例如 ， 纳米复合材料对于传统基于红外光谱的表征手段提出了典型的挑战 ， 当域和子结构的尺寸越来越小 ， 这些域和子结构比传统的光学手段所能提供的最小分辨率还要要小 。
纳米傅里叶红外光谱(nanoFTIR)是一种新兴的光学超分辨显微技术 ， 它可以实现10nm空间分辨率的红外光谱和化学成像 。 利用基于AFM尖端照明和干涉光检测的宽带光源（类似于经典FTIR光谱） ， 它能够以纳米尺度的空间分辨率对样品进行定量近场光谱测量 ， 具有前所未有的优质信噪比 。 由于其比标准FTIR光谱具有更高的检测灵敏度和极高的空间分辨率 ， nanoFTIR已成功地用于测定多组分薄膜聚合物共混物的化学组成 ， 探索单个胰岛素和胶原纤维的局部二级结构 ， 确定超薄聚合物刷层的分子取向和簇大小等 。
【【免费报告】如何突破衍射极限？基于近场光学技术的纳米分辨红外光谱】本次报告中 ， 我们将以有机和无机化学以及生物研究为主题 ， 结合发表在Nature、Science等期刊上的最新科研结果 ， 介绍纳米傅里叶红外光谱(nanoFTIR)用于纳米化学鉴定、纳米域表征、理解化学和生物过程以及纳米图案化结构的表征 。 另外 ， 还将就nanoFTIR技术与近场技术从原理上的关联进行详细阐述 ， 并就微纳领域、近场领域广大科学工作者关心的热点问题进行解释说明 。
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【免费报告】如何突破衍射极限？基于近场光学技术的纳米分辨红外光谱
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NicolaiHartmann博士NicolaiHartmann博士毕业于慕尼黑大学物理化学专业 ， 主要研究方向为新型共聚焦显微技术和近场光学显微技术在等离子激元等方向上的应用 。 随后 ， Nicolai博士先后加入了美国阿拉莫斯国家实验室和慕尼黑大学光学研究中心 ， 继续从事功能性碳纳米管相关的光谱及显微表征研究、基于钙钛矿纳米材料的近场受激拉曼技术研发 。 其相关学术成果为NatNanotechnol、NatCommun、ACSNano、NanoLett等国际一流杂志收录 。
2017年Nicolai博士加入neaspec公司 ， 从事近场技术的相关开拓和应用 。 由于其深厚技术底蕴和杰出工作表现 ， Nicolai博士深受广大中国客户认可和欢迎 ， 现为neaspec公司中国区首席技术顾问 。 4■纳米尺度污染物的化学鉴定
nano-FTIR傅里叶红外光谱仪可以应用到对纳米尺度样品污染物的化学鉴定上 。 下图显示的Si表面覆盖PMMA薄膜的横截面AFM成像图 ， 其中AFM相位图显示在Si片和PMMA薄膜的界面存在一个100nm尺寸的污染物 ， 但是其化学成分无法从该图像中判断 。 而使用nano-FTIR在污染物中心获得的红外光谱清晰的揭示出了污染物的化学成分 。 通过对nano-FTIR获得的吸收谱线与标准FTIR数据库中谱线进行比对 ， 可以确定污染物为PDMS颗粒 。
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nano-FTIR对纳米尺度污染物的化学鉴定
AFM表面形貌图像(左),在Si片基体（暗色区域Ｂ）与PMMA薄膜（Ａ）之间可以观察到一个小的污染物 。 机械相位图像中（中） ， 对比度变化证明该污染物的是有别于基体和薄膜的其他物质 。 将点Ａ和Ｂ的nano-FTIR吸收光谱（右） ， 与标准红外光谱数据库对比 ， 获得各部分物质的化学成分信息.每条谱线的采集时间为7min,光谱分辨率为13cm-1.参考：Nano-FTIRabsorptionspectroscopyofmolecularfingerprintsat20nmspatialresolution.,”,F.Huth,A.Govyadinov,S.Amarie,W.Nuansing,F.Keilmann,R.Hillenbrand,Nanoletters,12,p.3973(2012).
■二维材料氮化硼晶体中声子极化激元的研究
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范得瓦尔斯晶体是由层与层之间微弱的范德华力的相互作用构成的薄层晶体 ， 类似石墨块中的石墨烯单原子层 。 这类晶体具有超导、铁磁性、发光性等等特殊性质 。
S.Dai等人利用Neaspec公司的纳米傅里叶红外光谱系统(Nano-FTIR)研究了不同厚度的薄层氮化硼晶体中的声子极化激元（一种光子与光学声子的耦合作用） 。 结果表明 ， 极化波的传播现象存在于氮化硼晶体表面 ， 而且极化波的波长随着氮化硼晶体的厚度变化而变化 。 分析结果还可以得到表面声子极化激元色散特性关系 。 这些实验数据可以很好的与理论模型相吻合 。 与石墨烯相比 ， 氮化硼晶体的损失因子要小很多 ， 所以氮化硼晶体中表面声子波传播距离相对较大 。
参考：S.Dai;et.al.TunablePhononPolaritonsinAtomicallyThinvanderWaalsCrystalsofBoronNitride.Science,2014,343,1125-1129.
■锂电池充放电过程中的相位分布情况
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I.T.Lucas等人利用Neaspec公司的纳米傅里叶变换红外光谱技术(nano-FTIR)对磷酸铁锂在锂电池的充放电过程中的相位分布进行了具体的研究 。 根据对不同充放电阶段的正极材料红外吸收光谱的研究 ， 实验结果直接证明 ， 充放电的中间过程部分脱锂的正极材料同时存在磷酸铁锂与磷酸铁两种相位 。 通过建立三维层析成像的模型建立与分析 ， 由磷酸铁组成的外壳包围由磷酸铁锂组成的核心的“外壳-核心结构”模型最适合解释该实验所得结果 。 分析表明在脱锂的过程中 ， 核心部分的磷酸铁锂慢慢的变小直至最终消失 。
参考：I.T.Lucas;et.al.IRNear-FieldSpectroscopyandImagingofSingleLixFePO4Microcrystals.NanoLetters,2015,15,1-7.


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