[發明專利]一種測量碳納米管手性的方法及裝置

有效

• 申請號: 201410434385.2
• 申請日: 2014-08-29
• 公開（公告）號: CN105445230B
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發明（設計）人: 武文贇;岳菁穎;林曉陽;趙清宇;姜開利;范守善
• 申請（專利權）人: 清華大學;鴻富錦精密工業（深圳）有限公司
• 主分類號: G01N21/49
• 分類號: G01N21/49
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種原位測量碳納米管手性的方法，包括以下步驟：S1提供待測碳納米管；S2將所述待測碳納米管置于耦合液中；S3提供一束具有連續光譜的白色入射光，所述待測碳納米管在該入射光的照射下發生共振瑞利散射；S4利用物鏡為水鏡的光學顯微鏡觀測該待測碳納米管，獲取該待測碳納米管的位置信息，觀測時該水鏡浸沒于所述耦合液中；S5獲取所述待測碳納米管的共振瑞利散射光譜，根據該共振瑞利散射光譜信息獲得待測碳納米管的手性指數。本發明還涉及一種利用該方法測量碳納米管手性的裝置。

技術領域

本發明涉及一種測量碳納米管手性的方法，尤其涉及一種利用光譜分析法測量碳納米管手性的方法。

背景技術

現有的制備方法生產出的碳納米管，通常是由不同手性、不同管徑、不同長度的碳納米管混合在一起，判斷與測量碳納米管的手性可以量化區分不同管徑、不同導電性的碳納米管，對碳納米管的應用具有十分重要的意義。

碳納米管的所具備的一維電子結構使得其具有高度的光學敏感性，各種光學現象，如共振瑞利散射（Resonant Rayleigh scattering, RRS），可以被用來測量碳納米管的手性。瑞利散射是指半徑比光或其他電磁輻射的波長小很多的微小顆粒對入射光束的散射。當瑞利散射的入射光波長位于或接近待測物質的吸收帶，電子吸收電磁波頻率與散射頻率相同，電子因共振而強烈吸收光的能量并產生再次散射，則該物質的散射會大大增強，并且會出現新的散射特征，這就是共振瑞利散射。然而單根納米材料的共振瑞利散射十分微弱，難以進行觀測與采集。現有技術還無法便捷且有效的對碳納米管的手性進行測量。

發明內容

有鑒于此，確有必要提供一種便捷且有效的測量碳納米管手性的方法。

一種測量碳納米管手性的方法，包括以下步驟：

S1 提供一待測碳納米管；

S2 將所述待測碳納米管浸沒于耦合液中；

S3 提供一束具有連續光譜的白色入射光，所述待測碳納米管在該入射光的照射下發生共振瑞利散射；

S4 利用物鏡為水鏡的光學顯微鏡觀測該待測碳納米管，獲取該待測碳納米管的位置信息，觀測時該水鏡浸沒于所述耦合液中；

S5獲取所述待測碳納米管的共振瑞利散射光譜，根據該共振瑞利散射光譜信息獲得待測碳納米管的手性指數。

一種測量碳納米管手性的裝置，包括：一超連續譜白光激光器，用于產生入射光，所述碳納米管在該入射光的作用下發生共振瑞利散射；一光學顯微鏡，所述光學顯微鏡的物鏡為一水鏡；耦合液，所述碳納米管完全浸沒于該耦合液中，所述光學顯微鏡物鏡通過該耦合液與所述碳納米管耦合；以及一光譜儀，所述光譜儀與光學顯微鏡相連，用于采集所述碳納米管的光譜信息。

與現有技術相比較，本發明提供的測量碳納米管手性的方法利用光學顯微鏡在生長基原位進行測量，獲得碳納米管手性指數以及位置、形態等信息，測量時不會破壞該碳納米管的結構及形態，且所需時間短，設備簡單。

附圖說明

圖1為本發明第一實施例提供的碳納米管手性測量系統結構示意圖。

圖2為本發明第一實施例浸沒于超純水中的單壁碳納米管的共振瑞利散射照片。

圖3為本發明第一實施例空氣中的單壁碳納米管共振瑞利散射照片。

圖4為圖2與圖3中單壁碳納米管掃描電鏡照片。

圖5為存在分子結的單壁碳納米管共振瑞利散射照片。

圖6為本發明第一實施例石墨烯窄帶共振瑞利散射照片。

圖7為圖2中單壁碳納米管的共振瑞利散射光譜。