纳米材料的表征与测试技术.doc

摘要虽然许多研究人员已经涉足纳米技术这个领域的工作,但还有很多研究人员以及相关产业的从业人员刘一纳米材料还不是很熟悉,尤其是如何分析和表征纳米材料,如何获得纳米材料的一此特征信息。该文对纳米材料的一此常用分析和表征技术做了概括。主要从纳米材料的成分分析、形貌分析、粒度分析、结构分析以及表面界面分析等几个方而进行了简要阐述。关键词:纳米材料;表征;测试技术1纳米材料的表征方法纳米材料的表征主要包括:1化学成分;2纳米粒子的粒径、形貌、分散状况以及物相和晶体结构;3纳米粒子的表面分析。。常用的仪器分析法主要是利用各种化学成分的特征谱线,如采用X射线荧光分析和电子探针微区分析法可对纳米材料的整体及微区的化学组成进行测定。而且还可以与扫描电子显微镜SEM配合,使之既能利用探测从样品上发出的特征X射线来进行元素分析,又可以利用二次电子、背散射电子、吸收电子信号等观察样品的形貌图像。即可以根据扫描图像边观察边分析成分,把样品的形貌和所对应微区的成分有机的联系起来,进一步揭示图像的本质。此外,还可以采用原子l发射光谱AES、原子吸收光谱AAS对纳米材料的化学成分进行定性、定量分析;采用X射线光电子能谱法XPS可分析纳米材料的表一面化学组成、原子价态、表面形貌、表面微细结构状态及表面能态分布等。(1)扫描探针显徽技术SPM扫描探针显徽技术SPM以扫描隧道电子显微镜STM,原子力显徽镜AFM、扫描力显微镜SFM、弹道电子发射显徽镜BEEM、扫描近场光学显微镜SNOM等新型系列扫描探针显徽镜为主要实验技术,利用探针与样品的不同相互作用,在纳米级乃至原子级的水平上研究物质表面的原子和分子的几何结构及与电子行为有关的物理、化学性质,在纳米尺度上研究物质的特性。(2)谱分析法①紫外一可见光谱由于(金属粒子内部)电子气(等离子体)共振激发或由于带间吸收,它们在紫外——可见光区具有吸收谱带。不同的元素离子具有其特征吸收谱。因此,通过紫外一可见光光谱,特别是与Mie理论的计算结果相配合时,能够获得关于粒子颗粒度、结构等方面的许多重要信息。此技术简单方便,是表征液相金属纳米粒子最常用的技术。另外,紫外一可见光谱可观察能级结构的变化,通过吸收峰位置变化可以考察能级的变化。②红外及拉曼光谱因红外和拉曼光谱的强度分别依赖于振动分子的偶极矩变化和极化率的变化,因而,可用于揭示材料中的空位、间隙原子、位错、晶界和相界等方面的关系,提供相应信息,可用作纳米材料分析,如硅纳米材料的表征。根据纳米固体材料的拉曼光谱进行计算,可望能够得到纳米表面原子的具体位置。(3)场离子显微镜FIM场离子显微镜FIM是一种具有高放大倍数、高分辨率、并能直接观察表面原子的研究装置。这种技术利用成像气体原子在带正高压的针尖样品的附近被场离子化,然后受电场加速,并沿着电场方向飞行到阴极荧光屏,在荧光屏上得到一个对应于针尖表面原子排列的所谓“场离子像”,即尖端表面的显徽图像。FIM能达到原子级分辨,可以比较直观地看到一个个原子的排列,便于从微观角度研究问题。FIM在固体表面研究中占有相当的位置,尤其是在表面微结构与表面缺陷方面。,因此,细微颗粒材料的形