Методы исследования наноматериалов и наноструктур

Атомная структура наноструктур исследуется с внедрением про­свечивающего электрического микроскопа в режиме микродифракции. Для пре­дотвращения радиационного повреждения пленок электрическим пучком дифракционная картина ре­гистрируется при низкой интенсивности пучка с внедрением высокочувствительной видео­камеры с зарядовой связью.

Электрическая структура пленок исследуется способами фотоэлектронной спектроскопии, оже-электронной спектроскопии и спектроскопии характеристических утрат энергии электронов. Электрическая микроскопия. На рис. 8.10 представлены обычные картины электрической дифракции от пленок углерода, осажденных на поверхность NaCl.

Рис. 8.10 Картины электрической дифракции углеродных пленок: а – толстая пленка; б – толстая пленка.

Оже-электронная спектроскопия является од­ним из способов исследования электрической структуры валентной зоны и хим со­става материалов. Более принципиальная информа­ция о типе хим связи меж атомами углерода содержится в положении и форме CKVV-линии Оже-спектра углерода.

Рис. 8.11 Энергитическая спектральная черта и Оже-спектр углеродной пленки (сплошная линия), графита (пунутир) и алмаза (штрих-пунктир).

Электрическая структура графита значительно отличается от структуры одномерного углерода. Данные электрической спек­троскопии подтверждают линейно-цепочечную структуру приобретенных пленок углерода.

Атомно-силовая микроскопия. Ори­ентированные пленки sp1-углерода шириной 4 нм изучались в атомно-силовом микроскопе (АСМ). На рис. 8.12,а показана картина, приобретенная в АСМ в режиме измерения высоты. Отлично видна гексагональная решетка, сформированная атомами углерода на концах цепочек. Параметр гексагональной решетки a — 0,486 нм.

Рис. 8.12 Структура поверхности углеродной пленки, приобретенная при помощи АСМ.