afm原子力顯微鏡案例分析之石墨烯表面的共價(jià)修飾納米圖案：研究人員在本文中展示了一種共價(jià)修飾的方法，并由此在石墨烯以及高定向熱解石墨的表面成功地控制了納米圖案的形成過(guò)程。他們?cè)趯?duì)制得的樣品進(jìn)行了納米級(jí)的表征后發(fā)現(xiàn)可以通過(guò)改變電化學(xué)反應(yīng)的條件來(lái)調(diào)控所得納米圖案的尺寸。
這種可以在表面構(gòu)建納米圖案結(jié)構(gòu)的方法使得目前電子產(chǎn)品微型化這一趨勢(shì)可以進(jìn)一步發(fā)展，同時(shí)也有益于其它各種各樣納米技術(shù)的應(yīng)用。雖然目前已經(jīng)存在一系列的自下而上的技術(shù)（也就是從單個(gè)分子的基礎(chǔ)上搭建特定結(jié)構(gòu) ）并被應(yīng)用于在石墨烯以及HOPG基底上形成納米圖案結(jié)構(gòu)。但是這些結(jié)構(gòu)通常由非共價(jià)鍵形成，因此其穩(wěn)定性受到很大的局限。
由來(lái)自比利時(shí)、越南和英國(guó)的科研人員組成的團(tuán)隊(duì)報(bào)道了一種通過(guò)共價(jià)修飾來(lái)控制納米圖案形成的方法。石墨的表面暴露在電解液中，而電解液包含了芳基重氮鹽 NBD（4-nitrobenzenediazonium）以及TBD（3,5-bis-tert-butylbenzenediazonium）。然后在電化學(xué)池中通過(guò)循環(huán)伏安法以及計(jì)時(shí)電流法進(jìn)行接枝反應(yīng)。
研究人員通過(guò)原子力顯微鏡和掃描隧道顯微鏡對(duì)樣品進(jìn)行了表征并在修飾后的石墨烯或HOPG表面發(fā)現(xiàn)了近乎圓形的斑點(diǎn)。這種結(jié)構(gòu)被稱(chēng)為”nanocorrals”，研究人員認(rèn)為其是由實(shí)驗(yàn)過(guò)程中在近表面形成的氣泡引起的。AFM原子力顯微鏡圖像表明這種nanocorral的直徑（約為45-130 nm）以及密度（20?125/μm2）可以通過(guò)分別改變電化學(xué)活化條件以及電解質(zhì)比例的方法來(lái)進(jìn)行人為調(diào)控。
這一實(shí)驗(yàn)方法可以十分便捷的制備出可調(diào)控的圖形結(jié)構(gòu)，可以在納米約束反應(yīng)中用作微小的“培養(yǎng)皿”。這種方法還可以促進(jìn)超分子自組裝領(lǐng)域以及其它表面反應(yīng)的研究。
研究人員通過(guò)循環(huán)伏安法制得樣品后，借助了快速掃描原子力顯微鏡，以輕敲模式(tapping mode)對(duì)樣品的表面形貌進(jìn)行了納米級(jí)的表征?？焖賿呙?span style="font-size: 16px; color: rgb(255, 0, 0);">AFM原子力顯微鏡具備著對(duì)樣品環(huán)境進(jìn)行精確控制的能力，在本實(shí)驗(yàn)中研究人員由此保持了樣品處于32°C的恒溫下。除了精確的多元環(huán)境控制功能，快速掃描原子力顯微鏡還具備著快速掃描、簡(jiǎn)單易用以及優(yōu)于傳統(tǒng)afm原子力顯微鏡的空間分辨率等優(yōu)點(diǎn)。