CN106990265A - 一种碳基透射电镜样品载网及其制备方法 - Google Patents
一种碳基透射电镜样品载网及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106990265A CN106990265A CN201710214979.6A CN201710214979A CN106990265A CN 106990265 A CN106990265 A CN 106990265A CN 201710214979 A CN201710214979 A CN 201710214979A CN 106990265 A CN106990265 A CN 106990265A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- film
- contained network
- preparation
- carbon
- mesh
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01Q—SCANNING-PROBE TECHNIQUES OR APPARATUS; APPLICATIONS OF SCANNING-PROBE TECHNIQUES, e.g. SCANNING PROBE MICROSCOPY [SPM]
- G01Q30/00—Auxiliary means serving to assist or improve the scanning probe techniques or apparatus, e.g. display or data processing devices
- G01Q30/20—Sample handling devices or methods
Abstract
本发明公开了一种碳基透射电镜样品载网及其制备方法。该载网包括骨架载网，所述骨架载网具有镂空孔，还包括铺设在镂空孔上的网孔支持膜。该载网可耐受3200度以上高温，且结构稳定性强，特别适用于材料在高温条件下的变化过程研究。
Description
技术领域
本发明公开了一种碳基透射电镜样品载网及其制备方法，特别是涉及一种用于透射电子显微镜的，对材料高温过程的变化过程进行研究的载网。
背景技术
透射电子显微镜因使用波长更短的电子作光源，可以看到光学显微镜无法看到的200nm以下的结构，同时保证高分辨率，因为以上特性，它在材料科学，生命科学等领域中已经成为不可或缺的检测手段。透射电子显微镜与各种仪器的连用，为探索材料的性质提供了更多途径。但是目前现有的各种载网都是以金属(铜，铁，镍，钼)作为骨架，一方面不耐高温(每个金属耐温不一样，要对应一下)，同时性质活泼容易和碳以及其他材料反应。我们的东西主要针对高温样品设计，可以把样品放在载网上，然后整体放在高温炉里煅烧。
石墨烯是由碳原子以六边形键合的二维单原子层晶体，基于它的化学结构，石墨烯具有许多超出传统材料的优异的物理化学性质，易于修饰及大规模生产。且其耐高温性能优越，在3200℃高温结构保持稳定。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种碳基透射电镜样品载网及其制备方法，用于透射电子显微镜中对材料高温过程的变化过程的研究。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种碳基透射电镜样品载网，所述样品载网由碳材料构成，包括骨架载网，所述骨架载网具有镂空孔，还包括铺设在镂空孔上的网孔支持膜，所述网孔支持膜与骨架载网融合为一体；所述骨架载网为碳化膜，网孔支持膜为厚度为1-100纳米的碳膜，或由直径为 0.5～50微米的碳纤维构成。
一种碳基透射电镜样品载网的制备方法，包含如下步骤：
(1)取耐高温(3000℃)碳基底，在基底上造孔，获得骨架载网；
(2)用网孔支持膜覆盖镂空孔，并通过高温烧结，使之融合于骨架载网；
(3)通过激光刻蚀的方法在网孔支持膜上打孔，获得载网。
进一步地，通过以下方法实现网孔支持膜覆盖镂空孔：将浓度为 0.001～10mg/mL的氧化石墨烯溶液均匀铺在骨架载网表面，晾干并还原。
进一步地，耐高温(3000℃)碳基底包括石墨片、HOPG、金刚石、石墨烯材料和碳纳米管材料，厚度在100～1000μm；
进一步地，所述步骤1中的造孔方法包括机械打孔和激光刻蚀。
进一步地，网孔支持膜包括聚合物碳化膜、石墨烯膜或碳纤维织物。
进一步地，聚合物碳化薄膜选自PI膜碳化膜、丙烯腈膜碳化膜。
进一步地，所述石墨烯膜通过CVD生长得到。
进一步地，所述步骤2中高温烧结的温度在200～3200℃。
进一步地，所述步骤3中的打孔方法为激光刻蚀，激光刻蚀的波长1064nm，扫描速2～5000mm/s，能量6.0～9.0W。
本发明的有益效果是：
(1)本发明通过简单的方法实现了可在高温条件下对特殊样品进行透射电镜观察。避免了以金属材料作为基底时，金属的熔点较试验条件过低或者金属性质活泼与有机碳膜或者样品发生反应的情况。
(2)骨架载网和网孔支持膜通过高温融合为一体，大大提高了支持膜的强度，以及整个载网的结构稳定性。
(3)并通过简单的方法(溶液滴加法)将寡层石墨烯覆盖于镂空孔上，最薄可达到单层氧化石墨烯厚度0.34nm；在保证了样品拍摄时的高衬度和高分辨率的同时同时兼顾了强度，确保在载样品时碳膜不会破裂；此外，由于还原氧化石墨烯表面负电性官能团在还原过程中已经被脱去，呈现电中性，所以对于有机溶剂分散的样品具有很好的粘附作用；氧化石墨烯制备工艺简单且已有规模化生产，该种碳膜的制备方法步骤简单，原料廉价易得。
附图说明
图1是本发明制备的载网示意图。
图2是本发明制备的载网的扫描电镜图及局部放大图；
图3是本发明制备的支持膜的电子衍射图；
图4是本发明制备的载网负载硅颗粒的电镜图；
图5为实施例1制备的载网的拉曼光谱图。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行具体描述，本实施例只用于对本发明做进一步的说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据本发明的内容做出一些非本质的改变和调整，均属于本发明的保护范围。
实施例1：
(1)取厚度为1mm的石墨板裁成5cm*5cm的正方形块，用波长为355nm、功率为105W/cm2的激光打孔，控制光斑大小为100微米；
(2)将浓度为0.1mg·mL-1的氧化石墨烯水溶液均匀铺在上述正方形石墨块上,晾干后化学还原；40℃加热烘干；
(3)将上述整体样品置于石墨化炉中3000℃高温烧结2小时；
(4)将高温处理过的样品切割成直径为3mm的圆片。
将该载网通过拉曼光谱检测,如图5所示,拉曼光谱在1300cm-1处没有出现D峰，说明载网经过高温石墨化后已经完全变成了类石墨结构，缺陷基本消失，骨架载网和网孔支持膜融合为一体。由图2看出石墨烯片层平铺在镂空孔上，图3的电子衍射图看出，在最厚的地方仅由三层石墨烯组成。将该载网用于纳米硅颗粒的制样,如图4所示,在图4中可以看出，该种石墨烯支持膜强度较高，在负载了纳米硅颗粒后依旧保持支持膜的完整性。
实施例2：
(1)取厚度为1mm的金刚石片裁成直径为3mm的圆片，用波长为1064nm、功率为105W/cm2的激光打孔，在直径处蚀刻出深度为200微米，宽度为500微米的沟槽；
(2)将直径为15微米的纤维搭接成的织物粘附覆盖于沟槽上；
(3)将上述整体样品置于石墨化炉中2500℃高温加压烧结12小时。
所得到的载网为类石墨结构，缺陷基本消失，骨架载网和网孔支持膜融合为一体，且石墨烯支持膜强度较高。
实施例3：
(1)取厚度为1mm的金刚石片裁成直径为3mm的圆片，用波长为1064nm、功率为105W/cm2的激光打孔，在直径处蚀刻出深度为200微米，宽度为500微米的沟槽；
(2)通过CVD沉积法在基体载网上沉积石墨烯膜；
(3)将上述整体样品置于石墨化炉中200℃高温加压烧结28小时。
所得到的载网为类石墨结构，缺陷基本消失，骨架载网和网孔支持膜融合为一体，且石墨烯支持膜强度较高。
Claims (10)
1.一种碳基透射电镜样品载网，其特征在于，所述样品载网由碳材料构成，包括骨架载网，所述骨架载网具有镂空孔，还包括铺设在镂空孔上的网孔支持膜，所述网孔支持膜与骨架载网融合为一体；所述骨架载网为碳化膜，网孔支持膜为厚度为1-100纳米的碳膜，或由直径为0.5～50微米的碳纤维构成。
2.一种碳基透射电镜样品载网的制备方法，其特征在于，包含如下步骤：
(1)取耐高温(3000℃)碳基底，在基底上造孔，获得骨架载网。
(2)用网孔支持膜覆盖镂空孔，并通过高温烧结，使之融合于骨架载网。
(3)通过激光刻蚀的方法在网孔支持膜上打孔，获得载网。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，通过以下方法实现网孔支持膜覆盖镂空孔：将浓度为0.001～10mg/mL的氧化石墨烯溶液均匀铺在骨架载网表面，晾干并还原。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，耐高温(3000℃)碳基底包括石墨片、HOPG、金刚石、石墨烯材料和碳纳米管材料等，厚度在100～1000μm。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1中的造孔方法包括机械打孔和激光刻蚀。
6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，网孔支持膜包括聚合物碳化膜、石墨烯膜或碳纤维织物等。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，聚合物碳化薄膜选自PI膜碳化膜、丙烯腈膜碳化膜。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述石墨烯膜通过CVD生长得到。
9.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2中高温烧结的温度在200～3200℃。
10.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤3中的打孔方法为激光刻蚀，激光刻蚀的波长1064nm，扫描速2～5000mm/s，能量6.0～9.0W。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710214979.6A CN106990265A (zh) | 2017-04-02 | 2017-04-02 | 一种碳基透射电镜样品载网及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710214979.6A CN106990265A (zh) | 2017-04-02 | 2017-04-02 | 一种碳基透射电镜样品载网及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106990265A true CN106990265A (zh) | 2017-07-28 |
Family
ID=59415814
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710214979.6A Pending CN106990265A (zh) | 2017-04-02 | 2017-04-02 | 一种碳基透射电镜样品载网及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106990265A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110057632A (zh) * | 2019-03-06 | 2019-07-26 | 上海大学 | 基于光学和扫描电镜平台的微米级散斑制备方法 |
| CN110632105A (zh) * | 2019-09-17 | 2019-12-31 | 东南大学 | 一种用于透射电镜表征的液体样品腔及其制备方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101221105A (zh) * | 2008-01-25 | 2008-07-16 | 北京工业大学 | 透射电镜用纳米材料应力测试载网 |
| CN102142348A (zh) * | 2011-02-18 | 2011-08-03 | 南京大学 | 透射电子显微镜样品支撑膜和透射电子显微镜样品的制作方法 |
| CN102148123A (zh) * | 2010-02-08 | 2011-08-10 | 北京富纳特创新科技有限公司 | 透射电镜微栅及其制备方法 |
| KR20120046601A (ko) * | 2010-11-02 | 2012-05-10 | 강원대학교산학협력단 | 투과 전자 현미경 관찰용 그리드 구조체 및 이의 제조 방법 |
| CN104730291A (zh) * | 2013-12-19 | 2015-06-24 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | Tem 样品载网支持膜及其制备方法、tem 样品分析方法 |
| CN105158517A (zh) * | 2015-09-01 | 2015-12-16 | 东南大学 | 一种液体环境下原位观察纳米材料生长的方法 |
| CN105548616A (zh) * | 2015-12-29 | 2016-05-04 | 哈尔滨工业大学 | 透射电子显微镜用多功能复合支持膜 |
-
2017
- 2017-04-02 CN CN201710214979.6A patent/CN106990265A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101221105A (zh) * | 2008-01-25 | 2008-07-16 | 北京工业大学 | 透射电镜用纳米材料应力测试载网 |
| CN102148123A (zh) * | 2010-02-08 | 2011-08-10 | 北京富纳特创新科技有限公司 | 透射电镜微栅及其制备方法 |
| KR20120046601A (ko) * | 2010-11-02 | 2012-05-10 | 강원대학교산학협력단 | 투과 전자 현미경 관찰용 그리드 구조체 및 이의 제조 방법 |
| CN102142348A (zh) * | 2011-02-18 | 2011-08-03 | 南京大学 | 透射电子显微镜样品支撑膜和透射电子显微镜样品的制作方法 |
| CN104730291A (zh) * | 2013-12-19 | 2015-06-24 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | Tem 样品载网支持膜及其制备方法、tem 样品分析方法 |
| CN105158517A (zh) * | 2015-09-01 | 2015-12-16 | 东南大学 | 一种液体环境下原位观察纳米材料生长的方法 |
| CN105548616A (zh) * | 2015-12-29 | 2016-05-04 | 哈尔滨工业大学 | 透射电子显微镜用多功能复合支持膜 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 刘庆锁等: "《材料现代测试分析方法》", 30 September 2014, 北京：清华大学出版社 * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110057632A (zh) * | 2019-03-06 | 2019-07-26 | 上海大学 | 基于光学和扫描电镜平台的微米级散斑制备方法 |
| CN110057632B (zh) * | 2019-03-06 | 2021-12-03 | 上海大学 | 基于光学和扫描电镜平台的微米级散斑制备方法 |
| CN110632105A (zh) * | 2019-09-17 | 2019-12-31 | 东南大学 | 一种用于透射电镜表征的液体样品腔及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Cheng et al. | Synthesis of graphene paper from pyrolyzed asphalt | |
| Tzeng et al. | Growth of carbon nanofibers on activated carbon fiber fabrics | |
| CN107988660B (zh) | 一种热化学气相沉积制备三维石墨烯纤维的方法及其应用 | |
| JP5363260B2 (ja) | カーボンナノチューブ複合材料及びその製造方法 | |
| Zhu et al. | The design and construction of 3D rose-petal-shaped MoS 2 hierarchical nanostructures with structure-sensitive properties | |
| CN102264639B (zh) | 复合型碳及其制造方法 | |
| CN107128926B (zh) | 一种自支撑碳化物衍生炭纳米线的制备方法 | |
| Rezma et al. | Physically activated microporous carbon from a new biomass source: Date palm petioles | |
| Li et al. | SiC–SiO2–C coaxial nanocables and chains of carbon nanotube–SiC heterojunctions | |
| TWI481554B (zh) | 奈米結構的製備方法 | |
| Ding et al. | Preparation and characterisation of porous biomorphic SiC/C ceramic from molten salt | |
| CN110148760B (zh) | 一种多孔碳-碳纳米管复合材料及其制备方法和应用 | |
| Zhang et al. | One-step molten-salt-mediated preparation and luminescent properties of ultra-long SiC/SiO2 core–shell nanowires | |
| EP3443152A1 (en) | Polyacrylonitrile-based graphite fiber | |
| KR20190110351A (ko) | 고강도 그래핀 복합섬유 및 이의 제조방법 | |
| CN106990265A (zh) | 一种碳基透射电镜样品载网及其制备方法 | |
| Zhang et al. | Conversion of silicon carbide fibers to continuous graphene fibers by vacuum annealing | |
| WO2018115177A1 (en) | Graphite material | |
| Tang et al. | Enhanced catalytic properties from platinum nanodots covered carbon nanotubes for proton-exchange membrane fuel cells | |
| KR101425376B1 (ko) | 고분자 기반의 대면적 탄소 나노그물 및 그 제조방법 | |
| Locs et al. | Effect of processing on the microstructure and crystalline phase composition of wood derived porous SiC ceramics | |
| CN101556888B (zh) | 热发射电子源的制备方法 | |
| Xia et al. | Solvent-free process to produce three dimensional graphene network with high electrochemical stability | |
| Mikociak et al. | Effect of nanosilicon carbide on the carbonisation process of coal tar pitch | |
| Dhiman et al. | Conversion of wooden structures into porous SiC with shape memory synthesis |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20190903 Address after: 313100 Room 830, 8th Floor, Changxing World Trade Building, 1278 Mingzhu Road, Changxing Economic Development Zone, Huzhou City, Zhejiang Province Applicant after: Changxin de Technology Co., Ltd. Address before: 310058 Xihu District, Zhejiang, Yuhang Tong Road, No. 866, No. Applicant before: Zhejiang University |
|
| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20170728 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |