Caracterización del nanotubo de carbono

NanoSpectralyzer from Applied NanoFluorescence

El espectro de emisión cercano al infrarrojo de las muestras de nanotubos sirven de """"huellas digitales"""" de la composición. Por lo tanto, la espectrofluorimetría puede utilizarse para deducir detallada información acerca de la composición de las muestras volúmicas que contienen invariablemente una mezcla de (n, m) especies.

La nanofluorescencia aplicada (ANF) ha desarrollado un instrumento fluorimétrico especialmente diseñado para el análisis de nanotubos de carbono de pared simple (SWCNT, por sus siglas en inglés). Este singular analizador fluorimétrico combina un sistema óptico compacto y eficiente con un sofisticado software que adquiere e interpreta datos. Permite a los usuarios encontrar rápida y fácilmente la identidad y cantidades de (n, m) nanotubos específicos de los semiconductores en las muestras volúmicas.

Features
Caracterización del SWCNT y MWCNT
Detección de la fluorescencia de SWCNT
Absorción óptica y espectroscopía Raman de SWCNT y MWCNT

La fluorescencia cercana a IR no es emitida por un tercio de las especies SWCNT que tienen carácter metálico, ni por los nanotubos de carbono de pared múltiple (MWCNTs). Pero estos nanotubos pueden ser detectados y caracterizados por su absorción óptica y por el espectro de Raman. La absorción y el espectro Raman también ofrecen valiosa información sobre las muestras SWCNT. Los espectrofluorimetros de uso general no están optimizados para el análisis de nanotubos. Aunque son versátiles, también son voluminosos, lentos, con baja sensitividad y ofrecen datos en bruto que requieren posteriormente una interpretación manual cuidadosa. Por otro lado, no son capaces de medir la absorción, ni el espectro Raman. ANF ha desarrollado los instrumentos NS1 y NS2 específicamente para el análisis de nanotubos. Estos sistemas integrados de manera eficiente miden e interpretan los datos espectrales multi-modal para proporcionar la mejor caracterización óptica disponible.

La fluorescencia de intervalo de banda cercana al infrarrojo del SWCNT semiconductor fue descubierta en la Universidad Rice en 2001. Investigaciones posteriores en el Rice han descifrado el complejo patrón de picos de absorción y emisión observados en las muestras mixtas. Como resultado, cada característica espectroscópica distintiva  ha sido ahora-asignada a una estructura específica de nanotubos. Estas especies estructurales difieren en diámetro y ángulo quiral, y están marcadas de forma exclusiva por los pares de números enteros indicados (n, m).

Evaluando la calidad de dispersión de SWCNT

Los semiconductores dispersos SWCNT pueden emitir una fluorescencia cercana a IR, en caso de que se vean libres de defectos de crecimiento, no hayan sido sometidos a reacciones químicas laterales y estén suspendidos individualmente en lugar de agregados en paquetes con otros nanotubos. La intensidad de la fluorescencia, medida a partir de una dispersión de SWCNT, depende, por lo tanto, no sólo de la energía de excitación óptica y la concentración de nanotubos, sino también de la calidad de la muestra. Para permitir una evaluación cuantitativa simple de dicha calidad, el NS3 NanoSpectralyzer mide e informa automáticamente de la potencia total (espectralmente integrado) de emisión cercana a IR de la muestra para 3 diferentes longitudes de onda de excitación.

Determinando (n, m) la composición de las muestras de SWCNT

Casi siempre, las muestras SWCNT contienen un número de (n, m) especies estructurales, incluyendo formas metálicas y semiconductores. Las especies SWCNT semiconductoras presentes en una muestra pueden ser detectadas e identificas por sus firmas fluorométricas, relacionadas con los picos característicos de emisión en los picos característicos de excitación en la región cercana a IR de la región visible del espectro. En un principio, se emplearon dos exploraciones bidimensionales de excitación-emisión para observar estas características y analizar cualitativamente las especies del semiconductor (n, m). La luz de excitación de longitud de onda continuamente necesaria para tales exploraciones sólo está disponible mediante el uso de un monocromador para filtrar la salida de una lámpara de banda ancha. Por desgracia, el haz de excitación, basado en lámpara resultante tiene una baja potencia y es imposible enfocarlo correctamente. En lugar de eso, el NS1 emplea tres láseres de diodo de mayor potencia con longitudes de onda fijas cuidadosamente elegidas para excitar un amplio rango de semiconductores SWCNT.

Determinación de MWCNT mediante la observación de los espectros Raman

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