納米傅里葉紅外光譜儀Nano-FTIR

                             ------具有10nm空間分辨率的納米級紅外光譜儀

現代化學的一大科研難題是如何實現在納米尺度下對材料進行無損化學成分鑒定。現有的一些高分辨成像技術，如電鏡或掃描探針顯微鏡等，在一定程度上可以有限的解決這一問題，但是這些技術本身的化學敏感度太低，已經無法滿足現代化學納米分析的要求。而另一方面，紅外光譜具有很高的化學敏感度，但是其空間分辨率卻由于受到二分之一波長的衍射極限限制，只能達到微米級別，因此也無法進行納米級別的化學鑒定。

Neaspec公司的Nano-FTIR技術

現在Neaspec公司利用其*的散射型近場光學技術發展出來的nano-FTIR-納米傅里葉紅外光譜技術，使得納米尺度化學鑒定和成像成為可能。這一技術綜合了原子力顯微鏡的高空間分辨率，和傅里葉紅外光譜的高化學敏感度，因此可以在納米尺度下實現對幾乎所有材料的化學分辨。現代化學分析的新時代從此開始。

Neaspec公司的散射型近場技術通過干涉性探測針尖掃描樣品表面時的反向散射光，同時得到近場信號的光強和相位信號。當使用寬波紅外激光照射AFM針尖時，即可獲得針尖下方10nm區域內的紅外光譜，即nano-FTIR.

散射型近場光學顯微鏡技術視頻介紹：

圖一: nano-FTIR工作原理. 將一束寬帶中紅外激光耦合進入近場顯微鏡（NeaSNOM），對AFM針尖進行照明， 通過一套包含分束器、參考鏡和探測器在內的傅里葉變換光譜儀對反向散射光分析，獲得nano-FTIR光譜。

在不使用任何模型矯正的條件下，nano-FTIR獲得的近場吸收光譜所體現的分子指紋特征與使用傳統FTIR光譜儀獲得的分子指紋特征吻合度*（見圖2），這在基礎研究和實際應用方面都具有重要意義，因為研究者可以將nano-FTIR光譜與已經廣泛建立的傳統FTIR光譜數據庫中的數據進行對比，從而實現快速準確的進行納米尺度下的材料化學分析。對化學成分的高敏感度與超高的空間分辨率的結合，使得nano-FTIR成為納米分析的*工具。

應用案例

圖 3: 使用nano-FTIR對納米尺度污染物的化學鑒定。AFM表面形貌圖像 (左), 在Si片基體（暗色區域Ｂ）與PMMA薄膜（Ａ）之間可以觀察到一個小的污染物。機械相位圖像中（中），對比度變化證明該污染物的是有別于基體和薄膜的其他物質。將點Ａ和Ｂ的nano-FTIR 吸收光譜（右），與標準紅外光譜數據庫對比， 獲得各部分物質的化學成分信息. 每條譜線的采集時間為7min,  光譜分辨率為13 cm-1. 
Further Reading:
"Nano-FTIR absorption spectroscopy of molecular fingerprints at 20 nm spatial resolution.,”,
F. Huth, A. Govyadinov, S. Amarie, W. Nuansing, F. Keilmann, R. Hillenbrand,
Nanoletters 12, p. 3973 (2012)

 Nano-FTIR產品中文手冊（點擊圖片下載）

• ● 應用案例2 以nano-FTIR對生物材料中礦物質進行化學成像
• ● 應用案例3 利用納米紅外光譜對單根蛋白質復合物進行的結構分析和成像
• ● 應用案例4 納米超快傅里葉變換太赫茲光譜對于納米線的研究
• ● 應用案例5 納米傅里葉變換紅外光譜揭示有機半導體薄膜中的亞微米共存相
• ● 應用案例6 對二維材料氮化硼晶體中聲子極化激元的研究
• ● 應用案例7 納米傅里葉變換紅外光譜對外太空礦物質化學結構分析
• ● 應用案例8 基于同步輻射光源的納米傅里葉變換紅外光譜分析半導體材料
• ● 應用案例9 納米傅里葉變換紅外光譜研究鋰電池充放電過程中的相位分布情況

·                     反射式 AFM-針尖照明

·                     高性能近場光譜顯微優化的探測模塊

·                     保護的無背景探測技術

·                     基于優化的傅里葉變換光譜儀

·                     采集速率： Up to 3 spectra /s

·                     標準光譜分辨率: 6.4/cm

·                     可升級光譜分辨率：3.0/cm

·                     適合探測區間：可見，紅外(0.5 – 20 µm)

·                     包括可更換分束器基座

·                     適用于同步輻射紅外光源 NEW!!!

"The neaSNOM microscope with it’s imaging and nano-FTIR mode is the most useful research instrument in years, bringing genuinely new insights."

Prof. Dmitri Basov

美國 加州大學

University of California San Diego

Department of Physics

La Jolla, USA

"We were looking for a flexible research tool capable of characterizing our energy storage materials at the nanoscale. neaSNOM proofed to be the system with the highest spatial resolution in infrared imaging and spectroscopy and brings us substantial new insights for our research”

Dr. Jaroslaw Syzdek

美國 勞倫斯伯克利國家實驗室

Lawrence Berkeley National Laboratory

Environmental Energy Technologies Division

Berkeley, USA

"The neaSNOM microscope boosted my research in plasmonic properties of noble metal nanocrystals, optical resonances of dielectric nanostructures, and plasmon polaritons of graphene-like two dimensional nanomaterials."

陳煥君 教授

中國 中山大學

Sun Yat-sen University

China

"As a near-field expert I was quickly convinced that neaSNOM is the only optical AFM microscope compley satisfying the needs of demanding near-field experiments. It’s the best comercially available technology and in addition really easy to use."

Prof. Thomas Taubner

德國 亞琛工業大學

RWTH Aachen

Metamaterials & Nano-Optics

Aachen, Germany

"As a newcomer to the near-field optics I am very grateful for the prompt and competent support provided by neaspec’s experts."

Dr. Edward Yoxall

英國 帝國理工大學

Imperial College London

Department of Physics

London, United Kingdom

"After many years of research and development in near-field microscopy, we finally made our dream come true to perform infrared imaging & spectroscopy at the nanoscale. With neaSNOM we can additionally realize Raman, fluorescence and non-linear nano-spectroscopy."

Prof. Rainer Hillenbrand

西班牙 納米科學協同研究中心

CIC nanoGUNE Research Center

Co-Founder and Scientific Advisor

San Sebastian, Spain

"A unique advantage of the neaSNOM microscope is that it can be applied to many fields of scientific research such as Chemistry, Semiconductor Technology, Polymer Science and even Life-Science."

Dr. Fritz Keilmann

德國 慕尼黑大學

Ludwig-Maximilians Universität München
Co-Founder and Scientific-Advisor
Munich, Germany

南京大學

中山大學

首都師范大學

蘇州大學

University of San Diego，USA

University of Southampton, UK

CIC nanoGUNE San Sebastion, Spain

LBNL Berkeley, USA

Fraunhofer Institut ILT Aachen, Germany

Max-Planck-Institut of Quantum Optics, Garching, Germany

University of Bristol, UK

RWTH Aachen, Germany

California State University Long Beach, USA……