Chemische analyse op nanoschaal voorbij de diffractielimie (AFM-IR AND S-SNOM)

Atoomkrachtmicroscopie-infraroodspectroscopie (AFM-IR)
is een analytische techniek die chemische karakterisering
van materialen mogelijk maakt met ruimtelijke resolutie op
nanometerschaal. In AFM-IR wordt IR-laserlicht gericht op
het gebied van het monster direct onder de punt van een
AFM. De absorptie van IR-straling door het monster
veroorzaakt lokale thermische uitzetting die wordt
gedetecteerd door de AFM-sonde. De apparatuur meet in
wezen IR-spectra van gebieden op nanometerschaal. Het
kan ook chemische samenstellingskaarten maken die de
ruimtelijke verdeling tonen van verschillende chemische
componenten die aanwezig zijn in een onbekend monster.
De resolutie kan minder dan 10 nm bereiken met
monolaaggevoeligheid. De apparatuur kan ook worden
gekoppeld aan een andere techniek, de scattering-type
scanning-near-field optische microscopie (s-SNOM),
waarmee complexe optische eigenschappen van materialen
kunnen worden gekarakteriseerd. AFM-IR en s-SNOM
maken snelle, labelvrije, niet-destructieve en zeer gevoelige
chemische en optische beeldvorming mogelijk van een
verscheidenheid aan materialen en nanostructuren. De
technieken zijn toepasbaar op een breed scala aan
materialen, waaronder grafeen en verwante 2D-materialen,
metaal-organische en covalente organische raamwerken,
perovskieten, organische halfgeleiders, biomaterialen en op
cellulose gebaseerde nanomaterialen. Deze apparatuur is
onmisbaar voor de karakterisering van materialen met
heterogeniteit op nanoschaal.