CN102539462B - 一种原位表征纳米线的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种采用SEM-CL和TEM的原位表征方法，包括步骤：1）提供一微栅；2）在微栅的表面形成一导电层；3）将纳米线置于所述导电层表面，并采用粘合剂将所纳米线固定在导电层表面；4）采用扫描电子显微镜选择一单根纳米线，拍摄其具体形貌并记录其尺寸；5）采用阴极荧光测试装置记录所述单根纳米线不同位置的发光性质，并利用阴极荧光测试装置的线扫描功能在所述单根纳米线上标定一第二标记；6）采用透射电子显微镜记录所述单根纳米线上的第二标记处的结构信息。本发明利用特殊的精细的制样和测试方法，将TEM获得的结构信息与SEM-CL获得发光性质直接联系起来，构建材料纳米结构和材料发光性质间的桥梁。

Description

一种原位表征纳米线的方法
技术领域
本发明涉及半导体材料测试领域，尤其涉及一种采用扫描电子显微镜-阴极荧光测试装置和透射电子显微镜原位表征纳米线的方法。
背景技术
随着纳米光电子器件的发展和光子集成原型器件的制作，对于单根纳米线的发光性质以及对应结构信息的研究显的尤其重要。微栅(lacey support films) 是电子显微镜用来检测样品的专用支持膜，特别是纳米材料检测的必备用品。研究者通常把试样直接放在微栅上进行透射电镜观察。透射电子显微镜或透射电镜（Transmission electron microscope，以下简称TEM），TEM是研究材料纳观结构非常有力的工具，但是由于TEM对于制样的特殊要求，很难高效的重复利用TEM样品。因此要有效的将材料的结构与发光性质直接的联系起来显的很困难。目前，对于纳米线的结构和发光性质原位表征最佳的方案是在TEM中集成阴极荧光(CathodoLuminescene,以下简称CL)。
虽然TEM-CL原位表征非常的简便而高效，但是TEM-CL原位表征在国际上都非常的稀少，因而极大的限制了该方法的实用性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种采用扫描电镜-阴极荧光(Scanning Electron Microscopy – Cathodoluminescence,以下简称 SEM-CL)系统和透射电镜的原位表征方法。
为了解决上述问题，本发明提供了一种原位表征纳米线的方法，包括步骤：1）提供一微栅；2）在微栅的表面形成一导电层；3）将纳米线置于所述导电层表面，并采用粘合剂将所纳米线固定在导电层表面；4）采用扫描电子显微镜选择一单根纳米线，拍摄其具体形貌并记录其尺寸；5）采用阴极荧光测试装置记录所述单根纳米线不同位置的发光性质，并利用阴极荧光测试装置的线扫描功能在所述单根纳米线上标定一第二标记；6）采用透射电子显微镜记录所述单根纳米线上的第二标记处的结构信息。
所述步骤2中，所述导电层的材料为金属或半导体，形成所述导电层的方式为电子蒸镀或溅射，所述导电层的厚度范围均为5nm至10nm。
所述步骤6进一步包括，所述微栅具有一第一标记，透射电子显微镜利用微栅中的第一标记指认出所述单根纳米线，再利用透射电子显微镜记录所述单根纳米线的第二标记处的结构信息。
本发明的优点在于，利用特殊的精细的制样和测试方法，将TEM获得的结构信息与SEM -CL获得发光性质直接联系起来，构建材料纳米结构和材料发光性质间的桥梁。
附图说明
图1是本发明提供的一种纳米线原位表征方法的步骤流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明提供的一种纳米线原位表征方法的具体实施方式做详细说明。
图1所示为本发明提供的一种纳米线原位表征方法的步骤流程图，包括：步骤100，提供一微栅；步骤101，在微栅的表面形成一导电层；步骤102，将纳米线置于所述导电层表面，并采用粘合剂将所纳米线固定在导电层表面；步骤103，采用扫描电子显微镜选择一单根纳米线，拍摄其具体形貌并记录其尺寸；步骤104，采用阴极荧光测试装置记录所述单根纳米线不同位置的发光性质，并利用阴极发光测试装置的线扫描功能在所述单根纳米线上标定一第二标记；步骤105，采用透射电子显微镜记录所述单根纳米线上的第二标记处的结构信息。
所述步骤101中，所述导电层的物质为金属或半导体，形成所述导电层的方式为电子蒸镀或溅射，本发明中形成导电性能的物质的方式不限于电子蒸镀和溅射，还包括如PVD（物理气相沉积）等。所述具有导电性能的物质的厚度范围均为5nm～10nm。步骤101中形成具有导电性的物质为在TEM表征结构信息做准备。
所述步骤102中，所述粘合剂可以是有机液体，例如酒精或者丙酮等，利用液体的辅助吸附作用将纳米线固定在导电层表面。具体的吸附方法可以是先将纳米线分散于带导电层的微栅上，然后在带导电层的微栅上滴上适量的酒精或丙酮等，然后红外灯加热使液体挥发，纳米线就可以通过液体的表面张力作用更好的被吸附于带导电层的微栅上。
所述步骤103中，采用扫描电子显微镜选择一单根纳米线，拍摄其具体形貌并记录其尺寸，以便于在TEM中找到所述单根纳米线。所述微栅还可以进一步具有一第一标记，本步骤中扫描电子显微镜进一步记录所选择的单根纳米线与第一标记的相对位置。
所述步骤104中，利用阴极发光的线扫描功能在所述单根纳米线上标定一第二标记，以便于在TEM原位观察到所述单根纳米线的位置。
所述步骤105进一步包括，所述微栅具有一第一标记，透射电子显微镜利用微栅中的第一标记指认出所述单根纳米线，再利用透射电子显微镜记录所述单根纳米线的第二标记处的结构信息。
如果想在样品的原位获得更多根纳米线的结构与发光性质的组合信息，可重复步骤100至步骤105。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种原位表征纳米线的方法，其特征在于，包括步骤：
1）提供一微栅；
2）在微栅的表面形成一导电层，为在TEM表征结构信息做准备；
3）将纳米线分散在所述导电层表面，并采用粘合剂将所述纳米线固定在导电层表面，所述粘合剂为有机液体；
4）采用扫描电子显微镜选择一单根纳米线，拍摄其具体形貌并记录其尺寸；
5）采用阴极荧光测试装置记录所述单根纳米线不同位置的发光性质，并利用阴极荧光测试装置的线扫描功能在所述单根纳米线上标定一第二标记；
6）采用透射电子显微镜记录所述单根纳米线上的第二标记处的结构信息；
所述步骤2中，所述导电层的材料为金属或半导体，形成所述导电层的方式为电子蒸镀或溅射，所述导电层的厚度范围均为5nm至10nm；
所述微栅具有一第一标记，所述步骤4进一步包括扫描电子显微镜进一步记录所选择的单根纳米线与第一标记的相对位置；所述步骤6进一步包括，透射电子显微镜利用微栅中的第一标记指认出所述单根纳米线，再利用透射电子显微镜记录所述单根纳米线的第二标记处的结构信息。
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