隨著掃描探針顯微鏡（SPM）在二十世紀(jì)八十年代的出現(xiàn)，大氣環(huán)境中的納米尺度成像成為了可能。顯微拉曼成像光譜技術(shù)使材料表面各種物理特性的表征得以快速持續(xù)的發(fā)展，然而如何實(shí)現(xiàn)納米尺度的的化學(xué)結(jié)構(gòu)表征仍是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。

 

　　顯微拉曼成像光譜為分子結(jié)構(gòu)和化學(xué)組分分析提供了有效的解決方案，廣泛應(yīng)用于材料科學(xué)和生命科學(xué)領(lǐng)域。但是這種方法的空間分辨率在很大程度上受限于光學(xué)衍射限。

 

　　因此，顯微拉曼成像光譜將這兩種技術(shù)結(jié)合是富吸引力和挑戰(zhàn)性的，我們進(jìn)入納米光學(xué)的世界。在該領(lǐng)域，HORIBAScientific通過(guò)幾十年的經(jīng)驗(yàn)積累和努力，開(kāi)發(fā)了一套HORIBANANORaman的整體解決方案，使其成為一個(gè)通用且功能強(qiáng)大、使用簡(jiǎn)便、快速可靠的分析工具。

 

 

　　一、重要特征

 

　　1、多種樣品分析平臺(tái)

 

　　高分辨樣品掃描器，掃描樣品面積從納米尺寸至樣品臺(tái)限

 

　　2、簡(jiǎn)便易操作

 

　　全自動(dòng)操作，大縮短了測(cè)試時(shí)間

 

　　3、真共聚焦

 

　　高空間分辨率，自動(dòng)成像平臺(tái)，多種顯微鏡可視觀察系統(tǒng)

 

　　4、高靈敏度

 

　　多只有三面反射鏡，靈敏度和光通量得到大提高，提高設(shè)備穩(wěn)定性

 

　　5、高光譜分辨率

 

　　多光柵自動(dòng)切換，寬的光譜范圍用于拉曼和PL測(cè)試

 

　　6、納米尺度空間分辨率

 

　　通過(guò)針尖增加拉曼光譜(TERS)成像，實(shí)現(xiàn)10nm的空間分辨率

 

　　7、多種測(cè)試模式/多種環(huán)境

 

　　多種SPM模式，包括AFM、導(dǎo)電AFM、開(kāi)爾文、STM模式，可以子在液體和電化學(xué)環(huán)境下測(cè)試，通過(guò)TERS和TEPL技術(shù)，可同時(shí)獲得化學(xué)信息成像通過(guò)一臺(tái)電腦即可控制及使所有功能。另外，SPM和光譜儀也可以單獨(dú)控制使用

 

　　8、穩(wěn)定性

 

　　采用新一代50KHz高頻調(diào)制SPM掃描器，遠(yuǎn)離生活噪聲，具有高信噪比和穩(wěn)定性

 

　　9、靈活性

 

　　具有頂部、底部、側(cè)向等多個(gè)方向拉曼探測(cè)能力，滿足各方面應(yīng)用研究需求

 

　　二、強(qiáng)有力的的物理、化學(xué)結(jié)構(gòu)表征工具

 

　　1、HORIBANANORaman顯微共焦拉曼光譜功能強(qiáng)大

 

　　·可同時(shí)進(jìn)行SPM和拉曼光譜測(cè)試

 

　　·頂部和側(cè)向均可使用高數(shù)值孔徑×100物鏡，使得同區(qū)域測(cè)量能獲得更高的空間分辨率，針尖增強(qiáng)拉曼(TERS)具有高的信號(hào)收集效率

 

　　·通過(guò)SWIFTXS和EMCCD探測(cè)器可以實(shí)現(xiàn)高通量信號(hào)收集能力和快速掃描速度

 

　　·寬光譜范圍：從深紫外到近紅外

 

　　·可選配HORIBA拉曼光譜儀系統(tǒng)以獲得高光譜性能

 

　　2、操作簡(jiǎn)單、快速！

 

　　·一鍵完成“懸臂梁-參考激光”對(duì)準(zhǔn)及調(diào)諧頻率優(yōu)化，無(wú)需手動(dòng)調(diào)整

 

　　·換針尖時(shí)無(wú)需移動(dòng)樣品，換完針尖后還能很容易回到原來(lái)樣品位置

 

　　·通過(guò)物鏡掃描器自動(dòng)完成拉曼激光與TERS針尖耦合

 

　　·通過(guò)一臺(tái)電腦即可*控制

 

　　三、操作簡(jiǎn)單的TERS系統(tǒng)

 

　　1、穩(wěn)定的AFM-TERS針尖

 

　　拉曼和掃描探針顯微鏡可以偶聯(lián)成為一套系統(tǒng)，同OmniTM型號(hào)的TERS探針，可同時(shí)獲取樣品表面形貌和TERS光譜。

 

　　HORIBANanoRaman系統(tǒng)結(jié)合OmniTM的TERS針尖提供了理想的增強(qiáng)方案。

 

　　·適用不同方向的TERS耦合:頂部、側(cè)向和底部

 

　　·多層結(jié)構(gòu)：針尖優(yōu)化小化的減少硅襯底中光譜干擾

 

　　·惰性氣體包裝延長(zhǎng)針尖的使用壽命

 

　　·具有特殊保護(hù)層的Ag針尖能夠防止大氣環(huán)境下氧化

 

　　2、如何實(shí)現(xiàn)TERS

 

　　在TERS系統(tǒng)，拉曼激光1聚焦到鍍有金或銀的針尖尖頭2，選擇合適的激發(fā)波長(zhǎng)，在針尖十幾納米附近產(chǎn)生局域等離子體共振效應(yīng)3，拉曼信號(hào)強(qiáng)度和局域電場(chǎng)成正比，增強(qiáng)的熱點(diǎn)和樣品接近就會(huì)大地增強(qiáng)樣品的拉曼信號(hào)，達(dá)到105或者1064。

 

　　3、什么是同區(qū)域成像

 

　　拉曼和掃描探針顯微鏡可以偶聯(lián)成為一套系統(tǒng)，同區(qū)域成像測(cè)試是在同一個(gè)區(qū)域內(nèi)同時(shí)或者連續(xù)獲得AFM圖和拉曼成像圖。

 

　　AFM和其他的SPM技術(shù)如STM,音叉模式（正交力和剪切力）可以提供表面形貌，力學(xué)性能，熱學(xué)性能，電學(xué)和磁學(xué)性能以及分子分辨率測(cè)試，另一方面共焦拉曼光譜和成像提供材料的化學(xué)信息，受到空間分辨率的限制。

 

　　4、可驗(yàn)證的TERS樣品

 

　　HORIBA提供一系列的測(cè)試樣品包括單壁碳納米管和氧化石墨烯，適當(dāng)?shù)姆稚⒖梢宰鯰ERS成像。樣品用來(lái)展示AFM的分子分辨率，通過(guò)TERS成像展示20nm的空間分辨率。

 

　　四、集成化軟件——一個(gè)軟件控制HORIBANANORaman的數(shù)據(jù)采集

 

　　·集成化軟件：一個(gè)軟件即可控制HORIBANANORaman整個(gè)平臺(tái)（包括單獨(dú)AFM、拉曼、光致發(fā)光、同區(qū)域成像測(cè)試和TERS）

 

　　·強(qiáng)大的Labspec6軟件：集成多變量分析模塊，一鍵完成PCA,MCR,HCA,DCA分析

 

　　·Spec-top成像模式：Spec-top為*的輕敲模式，根據(jù)設(shè)置的步進(jìn)輕敲樣品，這樣既保留了針尖的尖銳度，也提高了TERS信號(hào)的放大倍數(shù)。

 

　　·Dual-spec模式：Dual-spec可以同時(shí)獲得近場(chǎng)增強(qiáng)信號(hào)和遠(yuǎn)場(chǎng)拉曼信號(hào)，基于差譜的方法扣除遠(yuǎn)場(chǎng)拉曼信號(hào)，獲得高空間分辨率的TERS成像圖

 

　　多變量分析：全矩形掃描區(qū)域會(huì)消耗大量時(shí)間，可以在AFM圖上選擇不規(guī)則區(qū)域來(lái)做成像

 

　　·曲線圖：力曲線測(cè)試反映材料的硬度或者吸附力分布，力學(xué)常數(shù)