納米晶體結構用什麼儀器檢測

『壹』 哪些儀器能看見納米

透射電鏡是研究材料的重要儀器之一，在納米技術的基礎研究及開發應用中也不例外。但是用透射電鏡研究材料微觀結構時，試樣必須是透射電鏡電子束可以穿透的納米厚度的薄膜。單體的納米顆粒或納米纖維一般是透射電鏡電子束可以直接穿透的。

『貳』 研究納米材料的儀器

形貌和操縱，元素分析的儀器：SPM（AFM,STM等）,TEM,SEM
器件加工：光刻（紫外，電子束，離子束等），納米壓印，激光直寫等
材料性能：拉曼，熒光，紫外，PPMS，探針台，半導體測試系統,TGA等
自己搭建儀器很重要

『叄』 分析和表在材料微觀結構的基本設備有哪些

掃描電子顯微鏡（SEM）是1965年發明的較現代的細胞生物學研究工具，主要是利用二次電子信號成像來觀察樣品的表面形態，即用極狹窄的電子束去掃描樣品，通過電子束與樣品的相互作用產生各種效應，其中主要是樣品的二次電子發射。二次電子能夠產生樣品表面放大的形貌像，這個像是在樣品被掃描時按時序建立起來的，即使用逐點成像的方法獲得放大像。 掃描電子顯微鏡在新型陶瓷材料顯微分析中的應用 1顯微結構的分析 在陶瓷的制備過程中，原始材料及其製品的顯微形貌、孔隙大小、晶界和團聚程度等將決定其最後的性能。掃描電子顯微鏡可以清楚地反映和記錄這些微觀特徵，是觀察分析樣品微觀結構方便、易行的有效方法，樣品無需制備，只需直接放入樣品室內即可放大觀察；同時掃描電子顯微鏡可以實現試樣從低倍到高倍的定位分析，在樣品室中的試樣不僅可以沿三維空間移動，還能夠根據觀察需要進行空間轉動，以利於使用者對感興趣的部位進行連續、系統的觀察分析。掃描電子顯微鏡拍出的圖像真實、清晰，並富有立體感，在新型陶瓷材料的三維顯微組織形態的觀察研究方面獲得了廣泛地應用。 由於掃描電子顯微鏡可用多種物理信號對樣品進行綜合分析，並具有可以直接觀察較大試樣、放大倍數范圍寬和景深大等特點，當陶瓷材料處於不同的外部條件和化學環境時，掃描電子顯微鏡在其微觀結構分析研究方面同樣顯示出極大的優勢。主要表現為： ⑴力學載入下的微觀動態 （裂紋擴展）研究 ；⑵加熱條件下的晶體合成、氣化、聚合反應等研究 ；⑶晶體生長機理、生長台階、缺陷與位錯的研究； ⑷成分的非均勻性、殼芯結構、包裹結構的研究； ⑸晶粒相成分在化學環境下差異性的研究等。 2納米尺寸的研究 納米材料是納米科學技術最基本的組成部分，可以用物理、化學及生物學的方法制備出只有幾個納米的「顆粒 」。納米材料的應用非常廣泛，比如通常陶瓷材料具有高硬度、耐磨、抗腐蝕等優點，納米陶瓷在一定的程度上也可增加韌性、改善脆性等，新型陶瓷納米材料如納米稱、納米天平等亦是重要的應用領域。納米材料的一切獨特性主要源於它的納米尺寸，因此必須首先確切地知道其尺寸，否則對納米材料的研究及應用便失去了基礎。縱觀當今國內外的研究狀況和最新成果,該領域的檢測手段和表徵方法可以使用透射電子顯微鏡、掃描隧道顯微鏡、原子力顯微鏡等技術，但高解析度的掃描電子顯微鏡在納米級別材料的形貌觀察和尺寸檢測方面因具有簡便、可操作性強的優勢被大量採用。另外如果將掃描電子顯微鏡與掃描隧道顯微鏡結合起來，還可使普通的掃描電子顯微鏡升級改造為超高解析度的掃描電子顯微鏡。圖 2所示是納米鈦酸鋇陶瓷的掃描電鏡照片，晶粒尺寸平均為 20nm。 3鐵電疇的觀測 壓電陶瓷由於具有較大的力電功能轉換率及良好的性能可調控性等特點在多層陶瓷驅動器、微位移器、換能器以及機敏材料與器件等領域獲得了廣泛的應用。隨著現代技術的發展，鐵電和壓電陶瓷材料與器件正向小型化、集成化、多功能化、智能化、高性能和復合結構發展，並在新型陶瓷材料的開發和研究中發揮重要作用。鐵電疇 （簡稱電疇）是其物理基礎，電疇的結構及疇變規律直接決定了鐵電體物理性質和應用方向。電子顯微術是觀測電疇的主要方法，其優點在於解析度高，可直接觀察電疇和疇壁的顯微結構及相變的動態原位觀察 （電疇壁的遷移）。 掃描電子顯微鏡觀測電疇是通過對樣品表面預先進行化學腐蝕來實現的，由於不同極性的疇被腐蝕的程度不一樣，利用腐蝕劑可在鐵電體表面形成凹凸不平的區域從而可在顯微鏡中進行觀察。因此，可以將樣品表面預先進行化學腐蝕後，利用掃描電子顯微鏡圖像中的黑白襯度來判斷不同取向的電疇結構。對不同的鐵電晶體選擇合適的腐蝕劑種類、濃度、腐蝕時間和溫度都能顯示良好的疇圖樣。圖 3是掃描電子顯微鏡觀察到的 PLZT材料的 90°電疇。掃描電子顯微鏡 與其他設備的組合以實現多種分析功能。 在實際分析工作中，往往在獲得形貌放大像後，希望能在同一台儀器上進行原位化學成分或晶體結構分析，提供包括形貌、成分、晶體結構或位向在內的豐富資料，以便能夠更全面、客觀地進行判斷分析。為了適應不同分析目的的要求，在掃描電子顯微鏡上相繼安裝了許多附件，實現了一機多用，成為一種快速、直觀、綜合性分析儀器。把掃描電子顯微鏡應用范圍擴大到各種顯微或微區分析方面，充分顯示了掃描電鏡的多種性能及廣泛的應用前景。 目前掃描電子顯微鏡的最主要組合分析功能有:X射線顯微分析系統（即能譜儀,EDS），主要用於元素的定性和定量分析，並可分析樣品微區的化學成分等信息；電子背散射系統 （即結晶學分析系統），主要用於晶體和礦物的研究。隨著現代技術的發展，其他一些掃描電子顯微鏡組合分析功能也相繼出現，例如顯微熱台和冷台系統，主要用於觀察和分析材料在加熱和冷凍過程中微觀結構上的變化；拉伸台系統，主要用於觀察和分析材料在受力過程中所發生的微觀結構變化。掃描電子顯微鏡與其他設備組合而具有的新型分析功能為新材料、新工藝的探索和研究起到重要作用。

『肆』 納米級材料用什麼取用有沒有什麼專門的儀器

納米級結構材料簡稱為納米材料(nano material)，是指其結構單元的尺寸介於1納米～100納米范圍之間。由於它的尺寸已經接近電子的相干長度，它的性質因為強相干所帶來的自組織使得性質發生很大變化。並且，其尺度已接近光的波長，加上其具有大表面的特殊效應，因此其所表現的特性，例如熔點、磁性、光學、導熱、導電特性等等，往往不同於該物質在整體狀態時所表現的性質。 納米材料的用途很廣，主要用途有：
醫葯使用納米技術能使葯品生產過程越來越精細，並在納米材料的尺度上直接利用原子、分子的排布製造具有特定功能的葯品。納米材料粒子將使葯物在人體內的傳輸更為方便，用數層納米粒子包裹的智能葯物進入人體後可主動搜索並攻擊癌細胞或修補損傷組織。使用納米技術的新型診斷儀器只需檢測少量血液，就能通過其中的蛋白質和DNA診斷出各種疾病。
家電 用納米材料製成的納米材料多功能塑料，具有抗菌、除味、防腐、抗老化、抗紫外線等作用，可用處作電冰霜、空調外殼里的抗菌除味塑料。
電子計算機和電子工業 可以從閱讀硬碟上讀卡機以及存儲容量為目前晶元上千倍的納米材料級存儲器晶元都已投入生產。計算機在普遍採用納米材料後，可以縮小成為「掌上電腦」。
環境保護 環境科學領域將出現功能獨特的納米膜。這種膜能夠探測到由化學和生物制劑造成的污染，並能夠對這些制劑進行過濾，從而消除污染。
紡織工業 在合成纖維樹脂中添迦納米SiO2、納米ZnO、納米SiO2復配粉體材料，經抽絲、織布，可製成殺菌、防霉、除臭和抗紫外線輻射的內衣和服裝，可用於製造抗菌內衣、用品，可製得滿足國防工業要求的抗紫外線輻射的功能纖維。
機械工業 採用納米材料技術對機械關鍵零部件進行金屬表面納米粉塗層處理，可以提高機械設備的耐磨性、硬度和使用壽命。

『伍』 電子衍射測定晶體結構的方法 （相關儀器，設備簡介）

目前電子衍射的設備很多，但都要依附於超高真空設備中，
簡單介紹幾種如下：
1、如表面科學中的低能電子衍射（LEED)，主要應用於高取向晶體表面晶格的研究，比如畸變，吸附。
LEED結構目前也應用在透射電子顯微鏡（TEM)中，利用聚焦到很小光斑的電子束對納米結構中的局域有序做結構探測。
LEED只能夠作晶格類型分析，不能進行元素分析。
2、反射式高能電子衍射（RHEED)，主要應用於分子束外延等設備的原位監測，能夠很好的反映表面晶格的平整度，觀測材料生長中的衍射強度及位置的振盪。
3、電子顯微鏡附件，主要是場發射掃描電子顯微鏡（FESEM)，一般屬於附件，稱選區電子衍射（SAD），可以利用質能選擇器對反射電子作元素分析，能夠分析很小的區域元素組成，但結果較為粗糙。
電子衍射的原理可以參考XRD，觀測到的衍射花紋都是表面晶格的倒易格點，可能是一套，也可能是幾套。
一般，除了納米材料研究中在電鏡用電子衍射中常將衍射花紋作為晶格類型的佐證外，常規的LEED和RHEED並不作體材料三維晶格研究，而只用於表面晶格的判定，因為電子衍射一般只能反映晶格的二維表面結構，而不同晶體結構的晶體之間，它們的某一表面取向上它的對稱性及衍射斑點可能會完全一致。
電子衍射一般只用於測試二維晶體結構，無法簡單作三維體晶格判定，更無法單獨作元素判定。
所以你所說的ED測定晶格的說法是要注意的，ED很少或幾乎沒有單獨研究三維晶體結構。
電子衍射結構其實很簡單，簡單講就三個部件：
1、燈絲，用於產生電子
2、加速電壓，
（1)
電子加速電壓
（電壓大小要單獨可控）
（2)
xy平面內的轉向電壓
3、熒光屏，注意導電接地。
此外電子衍射還需要有一個超高真空腔體作為設備的基礎；
還要有一個位置可調的多維樣品架（樣品台）系統；
如果需要做衍射斑點位置亮度分析，還要有CCD圖像採集系統。

『陸』 肉眼和光學量微鏡看不到的納米技術什麼儀器能看得到

傳統光學顯微鏡的分辨極限就是200nm，然而使用光學顯微鏡看不到200 nm的物體；在一般情況下光學顯微鏡能看到幾個微米；

想要看到納米級別的東西，可以用掃描電子顯微鏡（SEM）, 原子力顯微鏡（AFM），透射電子顯微鏡（TEM）等，解析度可以達到幾個nm的級別。

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『柒』 觀察納米粒子的分散性用什麼顯微鏡

可以考慮採用紅外光譜、透射電子顯微鏡和光電子能譜等分析手段考察表面修飾納米粒子的結構和分散性能.

補充

TiO2 納米粒子的表面修飾研究

1 實驗

① 試劑

所用試劑油酸(OA) 、正己烷等均為分析純試劑 ,使用前未經進一步處理 , TiO2 為 P225 ,平均粒徑為 20 nm ,購自德國Degussa 公司.

②儀器

採用 PE22000 FT2IR 紅外光譜儀表徵納米粒子的表面鍵合結構 ;採用 Hitachi H2800 透射電子顯微鏡(TEM) 分析納米粒子的形貌 ,加速電壓為 200 kV ;納米粒子表面狀態分析是
在 PHI25300 ESCA 能譜儀上進行的 ,採用 Al 陽極靶 ,功率為250 W

③TiO2 納米粒子表面修飾過程

向正己烷溶劑中加入一定量的油酸和納米 TiO2 ,超聲振盪 ,納米 TiO2 懸浮於正己烷中. 在超聲波加熱器中 ,60 ℃超聲反應 4 h. 將所得產物分離 ,洗滌 ,晾乾 ,並在真空乾燥器中
30 ℃恆溫乾燥 24 h ,得到了白色粉末 ,即為油酸修飾的 TiO2納米粒子. 在相同的實驗條件下 ,改變反應物中油酸和 TiO2納米粒子的比例 ,油酸/ TiO2(摩爾比 ,1 摩爾 TiO2 為 6102×1023個 TiO2 分子) 分別為 A : 0 , B : 012 , C : 014 , D : 018 時 ,可得到一系列表面覆蓋量不同的產物.

2 結果與討論

①紅外光譜研究表面修飾基團

圖 1 為 TiO2 納米粒子以及油酸修飾納米粒子的紅外光譜圖. 由圖可見 ,在圖 1 (c) 和(d) 中均存在長鏈烷基的特徵峰 ,其特徵頻率為 2930 , 2850 cm- 1;在 1540 , 1410 cm- 1處出
現的峰是羧酸酯 ( —COOTi —) 的特徵峰 ,這表明油酸和 TiO2納米粒子表面活性較高的羥基發生了類似酸和醇生成酯的反應. 從圖 1 (a) ～(d) 中均可觀察到 3430 cm- 1左右的醇羥基峰 ,這是納米粒子表面 OH 的特徵峰 ,說明 TiO2 納米粒子表
面的羥基並沒有完全反應. 其反應過程可描述如下 :
TiO2(OH) n + yHOOCC17H33

TiO2(OH) n - y(OOCC17H33) y + yH2O

在圖 1 (b) 中長鏈烷烴和羧酸鹽的特徵峰很弱 ,而在圖 1(c) 和(d) 中它們的特徵峰則比較明顯 ,並且各基團的特徵峰在(c) 和(d) 中強度大致相等. 說明在該反應體系中 ,當OA/TiO2
(摩爾比) 為 012 時 ,TiO2 納米粒子表面的活性基團還未反應完全 ;而當 OA/ TiO2(摩爾比) 超過 014 時 ,油酸已達到飽和量 ,所以反應體系中 OA/ TiO2(摩爾比) 最佳值為 014 左右.

3 結論

1. 以油酸為表面修飾劑 ,在正己烷溶劑中成功合成了油酸表面修飾的 TiO2 納米粒子.

2. 表面修飾層與 TiO2 納米粒子表面發生了鍵合作用 ,產生了類似於酸和醇生成酯的化學反應.

3. 獲得了油酸表面修飾 TiO2 納米粒子的最佳合成參數 ,反應溫度 60 ℃,油酸/ TiO2
(摩爾比) 014 左右.

References

1 Zhang , L.2D. ; Mou , J .2M. Nanomaterials and Nanostructure ,Science Press , Beijing , 2001 , Chapter 2 , 4 (in Chinese) .(張立德 , 牟季美 , 納米材料和納米結構 , 科學出版社 , 北京 , 2001 , 第 2 , 4 章. )

2 Chen , S. ; Liu , W.2M. Langmuir 1999 , 15 , 8100.

3 Herron , N. ; Wang , Y. ; Eckert , H. J . Am. Chem. Soc.1999 , 57 , 491.

4 Zhang , Z.2J . ; Xue , Q.2J . ; Zhang , J . Wear 1997 , 209 , 8.

5 Gao , Y.2J . ; Chen , G.2X. ; Zhang , Z.2J . ; Xue , Q.2J . Wear2002 , 252 , 454.

6 Chen , S. ; Liu , W.2M. Chem. J . Chin. Univ. 2000 , 21 , 472(in Chinese) .
(陳爽 , 劉維民 , 高等學校化學學報 , 2000 , 21 , 472. )

轉載自化學學報 ACTA CHIMICA SINICA（2003 年第 61 卷第 9 期 , 1484～1487）

『捌』 xrd可以得到納米材料的哪些結構信息

太多了，簡單說幾個：

1. 晶體結構。依據布拉格方程不同的晶體都會產生特定的衍射峰，由此可以知道材料的晶體結構。

2. 依據峰位移動，峰位寬化與否，判斷諸如摻雜，晶粒生長等問題。
   

3. 和晶體結構相關的晶胞參數。a,b,c,夾角，晶粒尺寸，晶胞體積，殘余應力。

4. 利用XRD還可以進行點陣參數確定。

5. 如果是多晶樣品，還可以依據峰強測得樣品的相對含量。

6. 更進一步的話，如果對XRD進行結構精修，還可以獲得電子雲密度，鍵長，鍵角等信息。

以上

『玖』 利用X光的衍射判斷材料晶格結構的原理是什麼

描述X射線衍射條件，還可以用布拉格方程：2dsinθ=nλ式中d為相鄰兩個晶面之間的距離；θ為入射線或反射線與晶面的交角；λ為X射線波長；n 為正整數。布拉格方程與勞厄方程雖然表達方式不同，但其實質是相同的。當 X射線的波長與入射線方向以及晶體方位確定以後，勞厄方程中的λ、、b、c、0、β0、γ0 都已確定，只有、β、γ是變數，它們必須滿足勞厄方程，但是，、β、γ3個變數不是獨立的，例如在直角坐標中應滿足：cos2+cos2β+cos2γ=1這就是說，3個變數、β、γ應同時滿足4個方程，這在一般條件下是不可能的，因而得不到衍射圖。為了解決這個問題，必須再增加一個變數，有兩種辦法可供選擇：①晶體不動（0、β0、γ0固定），改變波長λ，即採用白色X射線，這種方法稱為勞厄法；②波長不變，即用單色X射線 ，讓晶體繞某晶軸轉動，即改變0、β0、γ0 。這樣可在某些特定的晶體方位得到衍射圖，這種方法叫做轉動晶體法。以上兩種方法都是對單晶體而言的。如果晶體是多晶，每個小單晶體在空間的取向是隨機的，勞厄方程總可以得到滿足，這就是粉末法的基礎。利用X射線衍射原理製造的X射線衍射儀，是測定晶體結構的最主要儀器。根據衍射的方向可以測定晶 格參數或晶胞的大小和形狀。根據衍射線強度分布能夠測定原子在晶胞中的坐標，因此X射線衍射法也是測定分子空間構型的主要方法。

『拾』 岩石礦物鑒定儀器有哪些

傳統的光學顯微鏡由於解析度、
放大倍數的限制,對於細微顆粒的定性分析不準確,礦物的定量分析存在一定的誤差,對納米-微米級礦物形貌及結構特徵的觀察束手無策。隨著油氣勘探及地質找
礦的不斷深入,需要提供岩石中所有礦物、孔隙及微量元素的信息,因此整合傅里葉紅外光譜儀、X射線衍射儀、拉曼光譜儀、掃描電鏡的優點,建立以大型儀器為
基礎的岩石礦物鑒定方法是當前地質工作的需要。紅外光譜光譜范圍為7500~370
cm-1,能對固、液、氣樣品中含量高於30%的礦物進行快速、准確的定性分析;主要用於有機質分析,其次還可對部分具有極性鍵的無機化合物及金屬氧化物
進行分析。X射線衍射儀能快速地對樣品中含量大於15%的礦物進行較為准確的定量分析;現今主要用於各類晶質礦物的定性分析,同時也可對碳酸鹽岩礦物等不
含水礦物進行定量分析。拉曼光譜儀光譜范圍為200~1000
nm,空間解析度為橫向0.5μm、縱向2μm,通過對包裹體進行測試能直接獲得成岩過程中的溫度、壓力、流體成分等信息;目前主要用於流體包裹體成分的
測試,其次還可對分子極化度會發生變化的液態、粉末及固體樣品進行定性分析。掃描電鏡解析度達到1
nm,能清晰地觀察到納米-微米級礦物的形貌特徵及礦物的結構特徵;主要用於納米-微米級的任何非磁性固體礦物的形貌及相關關系的觀察。通過大型儀器建立
的岩石礦物鑒定方法具有更高的解析度,顯著地提高了岩礦鑒定的精準度,大大拓寬了岩礦鑒定的范圍(如鑒定納米/微米級的礦物、礦物的不同變種等),能夠全
面、精準地提供岩石礦物的礦物含量和礦物組成、客觀准確的成岩作用信息、清晰的礦物微觀形貌及結構特徵,而且儀器功能相互重疊,測試結果相互驗證,保證了
測試結果的可靠性。與傳統光學顯微鏡鑒定方法相比,現代大型儀器岩石礦物鑒定技術為揭示礦物間的共生、反應、演化、岩石的成因、沉積/成岩環境等提供了依
據,為地質工作提供准確、全面的礦物定性定量、組構特徵及成岩作用等信息,為地質工作的順利完成奠定了堅實的基礎。