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Carbono, materiales 2D y nanotecnología

La Espectroscopia Raman es probablemente la herramienta analítica más importante disponible para investigar las muchas y diferentes estructuras producidas a partir del carbono y para estudiar la gran cantidad de materiales 2D conocidos hasta el momento.

Puede utilizar Raman para identificar todas las formas de carbono, como el grafeno, los nanotubos de carbono (CNT), el grafito, el diamante, y el carbono tipo diamante (DLC). Puede también estudiar materiales 2D como el MoS2, hBN, y WSe2.

La enorme gama de productos de consumo que utilizan materiales basados en el carbono y la tendencia a utilizar materiales 2D en tecnologías futuras, hacen que esta sea un área de aplicación clave para la Espectroscopía Raman.

Analice todas las formas de carbono

Los sistemas Raman de Renishaw están siendo utilizados para investigar, desarrollar y controlar la calidad de los materiales de carbono. Con ellos, puede determinar:

  • el número de capas de grafeno, y su defectos, el dopaje y las tensiones internas
  • el espesor del carbono tipo diamante (Diamond Like Carbon, DLC) y composición hibridada (sp2 y sp3)
  • diámetro del nanotubo de carbono (Carbon Nanotube, CNT) y funcionalización
  • esfuerzos en el diamante, pureza y origen (sintético o natural)
  • las propiedades del C60 y otros fulerenos
  • la composición estructural de carbonos amorfos

Analice monocapas y películas delgadas

Algunas de las más interesantes formas de nuevos materiales están formadas por una sola, o unas pocas, capas atómicas. La alta sensibilidad de los sistemas Raman de Renishaw permite identificarlas y analizarlas rápida y fácilmente.

Analice el crecimiento del grafeno CVD sobre láminas de cobre

La tecnología de seguimiento de enfoque LiveTrack de Renishaw mantiene enfocada la muestra incluso cuando mapea grandes áreas que no son planas.

Nanotecnología

La alta resolución espacial del microscopio confocal Raman inVia de Renishaw lo hace adecuado para estudiar la estructura y los defectos de nanomateriales, como el grafeno y los CNT.

Renishaw puede combinar el análisis Raman con microscopios de sonda de barrido (como los microscopios de fuerza atómica) Estos sistemas añaden la capacidad de análisis químico a la topografía de alta resolución y a la información espacial adquirida por los SPM/AFM. También puede utilizar la Espectroscopía Raman de punta mejorada (TERS) para adquirir información Raman química a escala nanométrica.

Espectros que lo abarcan todo

SynchroScan de Renishaw produce espectros de alta resolución y de amplio rango. Recoger espectros que cubren todo el rango Raman y de fotoluminiscencia es fácil y rápido. Por ejemplo, puede:

  • observar modos de respiración radial de nanotubos de carbono (RBM), con las bandas G y 2D, juntas
  • estudiar las características de fotoluminiscencia asociadas con defectos en el diamante, así como su espectro Raman

Más señal, sin daños

Algunas películas delgadas de carbono, como las DLC, pueden dañarse si se emplean láseres con altas densidades de potencia. Con la tecnología de iluminación láser con enfoque de línea de Renishaw, se reducen las densidades de potencia pero se mantiene la potencia total láser. Puede recopilar rápidamente datos de alta calidad sin dañar sus muestras.

Control de calidad

Renishaw tiene más de 20 años de experiencia proporcionando sistemas para verificar la calidad de los materiales de carbono. Sus sistemas se utilizan en todo el mundo para comprobar con rapidez y precisión la calidad de los materiales. 

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Vea nuestro seminario en línea conjunto con Oxford Instruments

Crecimiento y caracterización de materiales 2D más allá del grafeno

La investigación sobre la física y la tecnología del grafeno en la última década ha desencadenado la investigación de una gran familia de estructuras de Van der Waals similares.

Uno de los tipos de materiales que está acaparando la atención es el de los Dicalcogenuros de Metal de Transición (TDMC, del inglés, Transition Metal DiChalcogenides), que ha demostrado un inmenso potencial tanto para aplicaciones electrónicas como optoelectrónicas. Este seminario web se centrará en los avances recientes en el crecimiento de materiales 2D y en su caracterización Raman, y explicará la interacción entre la ingeniería de procesos y la caracterización de materiales.

El seminario en línea incluye dos charlas:
Caracterización de materiales 2D y heteroestructuras, por el Dr. Tim Batten, de Renishaw, Reino Unido
Deposición de materiales 2D y heteroestructuras, por el Dr. Ravi Sundaram, de Oxford Instruments, Reino Unido

Ver el seminario en línea

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Galería de imágenes

  • StreamLine HR 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

Más información

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La Universidad de Colorado Boulder, en EE.UU., combina la espectroscopía Raman con la nanoindentación

El Laboratorio de Investigación en Biomecánica y Biomimética de la Universidad de Colorado Boulder utiliza un microscopio confocal Raman inVia™ de Renishaw para caracterizar tejidos biológicos y biomateriales. El sistema ha sido acoplado con un nanoindentador de Hysitron Inc, Minneapolis, EE.UU., para proporcionar información química y mecánica combinada de las muestras.

El microscopio inVia de Renishaw se emplea para análisis de control de calidad en New Plasma Technologies

New Plasma Technologies (NPT), con sede en Moscú, Rusia, emplea un microscopio confocal Raman Renishaw inVia para investigar de manera no destructiva la estructura y propiedades químicas de los materiales.

Sistemas de Renishaw Raman utilizados para estudiar los materiales 2D en la Universidad de Boston, Massachusetts

Fundada en 1839, la Universidad de Boston tiene más de 33.000 estudiantes. El Departamento de Ingeniería Eléctrica e Informática alberga el Laboratorio de Caracterización Óptica y Nanofotónica (OCN). Aquí, la investigación se centra en el desarrollo y aplicación de técnicas avanzadas de caracterización óptica para el estudio de fenómenos biológicos y de estado sólido a escala nanométrica.

El Grupo Casiraghi emplea la Espectroscopía Raman en el estudio del grafeno

La Dra. Cinzia Casiraghi es profesora de Grafeno y Nanoestructuras de Carbono, en la Facultad de Química de la Universidad de Manchester, en el Reino Unido. Ella dirige un grupo de investigación, el Grupo de Casiraghi, que utiliza la Espectroscopía Raman para obtener información cuantitativa sobre las propiedades y la estructura de nanoestructuras de carbono.