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カーボン、二次元材料、ナノテクノロジー

カーボンから形成される各種構造、そしてこれまでに判明している多くの二次元材料の研究において、ラマン分光は最も重要な分析ツールです。

ラマン分光では、グラフェン、カーボンナノチューブ (CNT)、グラファイト、ダイヤモンド、ダイヤモンドライクカーボン (DLC) など、あらゆる形態のカーボンを同定できます。さらに、MoS2、hBN、WSe2 などの二次元材料の研究も可能です。

カーボンベースの材料が使われている消費財は大量かつ広範で、未来のテクノロジーに対する二次元材料への期待も大きいことから、これらの分野はラマン分光にとって鍵となる分野です。

あらゆる形態のカーボンの分析

レニショーのラマンシステムは、カーボン材料の研究、開発、品質管理に使用されています。下記を判別できます。

  • グラフェンの層数、欠陥、ドーピングと歪み
  • ダイヤモンドライクカーボン (DLC) の厚さとハイブリッド組成 (sp2sp3)
  • カーボンナノチューブ (CNT) の直径と機能化
  • ダイヤモンドの応力、純度、起源 (合成か天然か)
  • C60 やその他のフラーレンの特性
  • アモルファスカーボンの構造上の組成

単層と薄膜の分析

興味深い新材料の中には、単一原子層またはごく少数の原子層から構成されているものがあります。高感度のレニショーラマンシステムな、これらを短時間で簡単に同定および分析できます。

銅フォイル上に形成された CVD グラフェンの分析

レニショーの LiveTrack フォーカストラッキングテクノロジーは、平坦でない広範な領域をマッピングする場合でも、サンプルのフォーカスを維持します。

ナノテクノロジー

高空間分解能を持つレニショーの inVia コンフォーカルラマンマイクロスコープは、グラフェンや CNT のようなナノマテリアルの構造と欠陥を調べるのに最適です。

レニショーは、スキャニングプローブマイクロスコープ (原子間力顕微鏡など) にラマン分析を融合しています。複合システムによって、SPM/AFM で取得した高空間分解能の形状情報と特性情報に、化学分析機能を追加できます。さらに、チップ増強ラマン分光測定 (TERS) を使用して、ナノメートル単位のラマン化学情報を取得することも可能です。

すべての情報を含むスペクトル

SynchroScan は、高分解能かつ広範囲なスペクトルを生成します。ラマンとフォトルミネセンスの全域にわたるデータを簡単かつ高速で収集します。例えば、下記が可能になります。

  • カーボンナノチューブのラジアルブリージングモード (RBM) を G バンドおよび 2D バンドと共に確認
  • ラマンスペクトルに加え、ダイヤモンドの欠陥に関連するフォトルミネセンス形状を調査

より強い信号を、損傷することなく

DLC などの一部のカーボンの薄膜は、レーザーの出力密度が高いと損傷することがあります。レニショーのラインフォーカスレーザー技術は、出力密度は低く抑えつつ、トータルの出力は維持します。そのため、サンプルを損傷することなく、高品質のデータを短時間で収集できます。

品質保証

レニショーは、カーボン材料の品質を検証するためのシステムの製造について、20 年以上の経験を有しています。当社のシステムは、材料の品質を素早く正確にチェックするために世界中で利用されています。 

詳細情報のダウンロード

Oxford Instruments とのジョイントウェビナー

グラフェン以外の二次元材料の形成と特性評価

過去 10 年間でグラフェンの物理特性と技術の調査が進み、同様のファンデルワールス構造を持つ多くの材料に関する研究が行われてきました。

このような材料のひとつとして大きな注目を集めるものに、遷移金属ダイカルコゲナイド (TMDC) があります。これはエレクトロニクスとオプトエレクトロニクスの両分野への応用で、大きな可能性を秘めることが確認されています。このウェビナーは、二次元材料とラマンによる特性評価の最近動向に焦点を合わせ、プロセスエンジニアリングと材料の特性評価の相関関係について解明します。

このウェビナーは、下記の 2 講演構成です。
二次元材料とヘテロ構造の特性評価 - Dr Tim Batten (Renishaw plc)
二次元材料とヘテロ構造の堆積 - Dr Ravi Sundaram (Oxford Instruments、英国)

ウェビナーの視聴

グラフェンのラマンマッピングの様子

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ニーズに合わせたサポート

本分野の詳細または他分野については、アプリケーションチームにお問い合わせください。

カーボン、二次元材料、ナノテクノロジーの最新ニュース

University of Colorado Boulder (アメリカ合衆国) がラマン分光とナノインデンテーションを統合

University of Colorado Boulder の Biomechanics and Biomimetics Research Laboratory では、レニショーの inVia™ コンフォーカルラマンマイクロスコープを使用して生物組織とバイオマテリアルの特性評価を実施しています。このシステムを、米国ミネアポリスを拠点とする Hysitron 社のナノインデンターシステムと連携させて、サンプルの化学情報と機械情報を取得しています。

New Plasma Technologies の品質管理分析に使用されるレニショーの inVia

ロシアのモスクワに拠点を置く New Plasma Technologies (NPT) は、物質の構造および化学特性を非破壊的手段で調べるために、レニショーの inVia コンフォーカルラマンマイクロスコープを使用しています。

Boston University で二次元材料の研究に使用されるレニショーラマンシステム

創立 1839 年の Boston University には 33,000 名以上の学生が在籍しています。その Department of Electrical and Computer Engineering には、Optical Characterization and Nanophotonics 研究所が置かれています。ここでは、固体状態と生物現象をナノスケールで研究する目的で、高度光学特性評価技術の開発と応用にフォーカスを合わせた研究を行っています。

グラフェンの研究にラマンを使用する Casiraghi グループ

Cinzia Casiraghi 博士は、University of Manchester (英国) の School of Chemistry でグラフェンおよび炭素ナノ構造の講師を務めています。彼女が率いる研究グループ、Casiraghi グループは、ラマン分光を使用して炭素のナノ構造の特性と構造に関する定量情報を取得しています。