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Carbone, matériaux 2D et nanotechnologie

La spectroscopie Raman est probablement l'outil d'analyse le plus important pour la recherche sur les nombreuses structures obtenues à partir du carbone, et pour étudier les matériaux 2D.

La technologie Raman peut être utilisée pour identifier toutes les formes du carbone, notamment le graphène, les nanotubes de carbone (CNT), le graphite, le diamant et le carbone amorphe (DLC). Il est également possible d’utiliser les matériaux 2D comme le MoS2, le hBN, et le WSe2.

La multiplication des produits grand-public utilisant des matériaux à base de carbone (ainsi que la promesse des matériaux 2D pour les technologies futures), fait de ce domaine une application clé pour la spectroscopie Raman

Analysez toutes les formes du carbone

Les systèmes Renishaw sont utilisés pour la recherche, le développement et le contrôle qualité des matériaux à base de carbone. Il est possible de déterminer :

  • le nombre de couches de graphène ainsi que leurs défauts, dopants et les contraintes
  • l’épaisseur du carbone amorphe (DLC) et sa composition hybride (sp2 et sp3)
  • le diamètre des nanotubes de carbone (CNT) et leur fonctionnalisation
  • les tensions dans le diamant ainsi que sa pureté et son origine (synthétique ou naturel)
  • les propriétés du C60 et des autres fullerènes
  • la composition structurelle des carbones amorphes

Analyse des monocouches et des films minces

Certains des nouveaux matériaux sont constitués d’une unique (ou de quelques) couche(s) atomique(s) seulement. La sensibilité élevée des systèmes Renishaw permet de les identifier et de les analyser aisément et rapidement.

Analyse du graphène CVD sur feuille de cuivre

La technologie de suivi de mise au point LiveTrackde Renishaw maintient la focalisation du laser sur l’échantillon de façon continue et simultanée, même lors de cartographies de formes complexes et/ou rugueuses.

Nanotechnologie

Grâce à sa haute résolution spatiale, le microscope confocal Raman inVia Renishaw est adapté à l’étude de la structure et des défauts des nanomatériaux comme le graphène et les CNT.

Renishaw peut intégrer l’analyse Raman aux microscopes à sonde locale (comme les microscopes à force atomique). Les systèmes Raman ajoutent l’analyse chimique à la topographie et aux propriétées électriques et magnétiques obtenues par les SPM/AFM. Vous pouvez également utiliser la spectroscopie Raman en champ proche (TERS) pour acquérir des informations chimiques Raman à l’échelle nanométrique.

Spectres complets

La technologie SynchroScan unique à Renishaw produit des spectres à haute résolution sur de larges gammes spectrales. La collecte de données couvre l’ensemble de la plage spectrale Raman et de photoluminescence, celle-ci est simple et rapide. Vous pouvez par exemple :

  • voir les modes de respiration radiale (Radial Breathing Modes, RBM) des nanotubes de carbone en même temps que les bandes G et 2D
  • étudier les caractéristiques de photoluminescence associées aux défauts dans le diamant, ainsi que son spectre Raman

Un meilleur signal, sans dégradation de l’échantillon

Certains films minces de carbone, par exemple le carbone amorphe (DLC), peuvent être endommagés par une densité de puissance laser trop forte. La technologie d’illumination laser « line-focus » (imagerie ligne) de Renishaw réduit la densité de puissance en l’étalant sur l’échantillon tout en conservant la puissance totale du laser. Vous pouvez alors collecter rapidement de façon multiplexée, sans endommager vos échantillons.

Assurance qualité

Renishaw a plus de 20 ans d’expérience dans la fourniture de systèmes Raman utilisés dans la caractérisation du carbone. Ses systèmes sont utilisés partout dans le monde pour vérifier de façon rapide et précise la qualité des matériaux. 

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Galerie d'images

  • StreamHR™ Rapide image of graphene
  • AFM image of a graphene flake with Raman spectra from far-field and TERS measurements.
  • White light and Raman images of graphene
  • White light and Raman images of diamond film
  • Raman and photoluminescence images of diamond film
  • Raman image of a carbon nanotube

Voir une vidéo

  • StreamHR Rapide - graphene [en]

    Using a Renishaw inVia confocal Raman microscope and WiRE™ software to image graphene. The image build up is shown at true data collection speed using StreamHR Rapide. The analysis clearly shows monolayer and multilayer graphene. A second image shows defects in the graphene.

  • Avantages de la spectroscopie Raman pour étudier le graphène [en]

    Le Professeur Robert J Young du National Graphene and School of Materials, université de Manchester discute de l’utilisation de la spectroscopie Raman pour étudier les graphène.

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Actualités récentes

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