微纳金属3D打印技术应用：AFM探针？

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2022-10-03 00:45 标签： 金属探针
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Nanoanalytik开发的原子力显微镜（AFMinSEMTM）空间结构紧凑，可在真空环境下实现高成像速度和高精度定位。

可集成在扫描电子显微镜（SEM）中实现样品的三维形貌表征，而不需要对SEM腔室进行额外的改造。附加新颖的微纳加工功能，如成像关联分析，扫描探针光刻，电子束诱导沉积，纳米加工（逆向工程，模板修复）等。

  • 真空环境的微纳米结构表征制备系统
  • 压阻读数和双材料激励全部集成在SmartProbe上
  • 数据线标准法兰接口，适用于多数真空腔室
  • 三轴纳米定位，水平移动范围20x20mm

【摘要】：为了能够提高拉曼散射光的探测灵敏度,需要我们使用拉曼散射衬底来提高拉曼散射峰的强度。而如何制备得到高增强因子的拉曼散射衬底,科学工作者做出了很多的努力,他们设计出了多种衬底结构,例如利用粗糙的纳米颗粒衬底,二聚物衬底以及团簇材料衬底。在对大部分衬底增强情况的分析中,电磁增强机制在表面增强拉曼散射信号增强中起到主导作用。而在电磁增强中所谓的热点又是来自于表面等离子体共振。虽然一维亚波长金属光栅结构只是一个简单的微纳结构,但是它却拥有着丰富的物理意义。除了局域表面等离子体共振,表面等离子体激元也能够在一维亚波长金属光栅中传播。表面等离子体激元和局域的等离子体激元能够在一维亚波长金属光栅中耦合。在本论文当中,我们研究了在一维亚波长银纳米光栅中的表面等离子体激元与局域表面等离子体激元的耦合作用。我们通过有限时域差分模拟方法模拟了该耦合作用在金属表面所产生的电场的大小。利用该种耦合结构对电场增强作用,制备得到了一种一维亚波长金属光栅结构表面增强拉曼衬底,显著提高了金属表面的拉曼信号强度。通过理论结合实验研究发现了针对于532nm的入射激光所匹配的最优化一维亚波长银纳米光栅的占空比为0.4。所计算出来的耦合作用下的增强因子能够达到106数量级。在实验中,我们通过聚焦离子束刻蚀的方法来制作一维亚波长银纳米光栅结构。然后,在结构表面形成一层4-ABT探针分子与金属的薄膜。在共聚焦拉曼测试系统中对表面增强拉曼信号进行表征测量。通过对实验数据的分析计算可以得到实验测得的增强拉曼增强因子为104数量级。本论文取得的主要进展有：1、基于表面等离子体激元的耦合效应及其电场增强作用,提出设计并制备得到了一维亚波长银纳米光栅耦合结构。实验中所制备得到的一维亚波长银纳米光栅结构由于“热点”效应,使得电场局域在棱角等尖锐的地方,从而使得这些地方的电场得到了极大的增强,从而得到更高的增强因子。2、在文章中,我们对电场理论模拟结果和实验增强测量结果的不同进行了讨论,得到的结论是因为在溅射镀膜以及聚焦离子束加工刻蚀的时候产生的误差所导致的。我们通过使用场发射扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)对样品进行了表征,研究了不同光栅占空比对耦合结构电场增强作用的不同,研究了光栅高度值的分布差异所导致的电场强度分布。3、实验研究表面,实验中所测得的表面增强拉曼增强因子与理论计算吻合较好。结果表明,耦合效应可以产生更大表面增强拉曼因子。通过优化金属材料的性能以及微纳加工制造技术,即使使用一个非常简单的一维金属光栅,也可以很显著的提高表面增强拉曼峰信号。


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