Методы наблюдения углеродных нанотрубок

В настоящее время исследование нанотрубок осуществляется методами, в основе которых лежат подходы, используемые для исследования структуры нанометровых объектов: высокоразрешающая трансмиссионная электронная микроскопия, рентгеновская и электронная дифракция, сканирующая зондовая микроскопия.

Высокоразрешающая трансмиссионная электронная микроскопия (ТЭМ) позволяет исследовать не только внешнюю, но и внутреннюю структуру нанотрубок.

Электронная дифракция дополняет результаты ТЭМ-микроскопни и позволяет получить информацию о структуре нанотрубок: межслоевое расстояние, количество слоев, распределение слоев. Однако существуют определенные сложности в интерпретации дифрактограмм, особенно в случае многослойных нанотрубок.

Рис. 3. ТЭМ-изображение углеродных нанотрубок, полученных CVD-методом.

Рис. 4. ТЭМ-изображение многослойной углеродной нанотрубки

(9 слоев, внутренний диаметр трубки 10 нм).

Сканирующая зондовая микроскопия (СЗМ) позволяет получать атомно-разрешенные СТМ (сканирующая туннельная микроскопия) и АСМ (атомно-силовая микроскопия) изображения (рис. 5).

Получать атомно-разрешенные изображения высокого качества для углеродных нанотрубок является сложной задачей из-за трудности прикрепления нанотрубки к подложке. Первоначально в качестве подложек использовался высокоориентированный пиролитический графит. В настоящее время для исследования нанотрубок методом СЗМ в качестве подложки используются монокристаллы золота.