引言

Z新動態(tài)

圖文導(dǎo)讀 

相關(guān)參考 

引言

Z新動態(tài)

圖文導(dǎo)讀 

相關(guān)參考 

    高溫、高壓和快速反應(yīng)相關(guān)的高能反應(yīng)系統(tǒng)常常依賴于吸收光譜學(xué)進(jìn)行反應(yīng)動力學(xué)基礎(chǔ)研究及在線監(jiān)控。對于這樣的極端環(huán)境，高帶寬的吸收光譜測量可以為非平衡環(huán)境中的物質(zhì)形成、溫度測量和量子態(tài)種群的研究提供豐富的信息。通常此類反應(yīng)時間短，且經(jīng)常伴隨復(fù)雜的熱化學(xué)反應(yīng)，因此在高帶寬基礎(chǔ)上，光譜測量速度至關(guān)重要。然而在如此極端的條件下直接進(jìn)行快速光譜測量是一個極具挑戰(zhàn)的技術(shù)難題?，F(xiàn)有的寬帶測量技術(shù)，例如傅立葉變換紅外光譜儀或快速調(diào)諧的寬掃描外腔量子級聯(lián)激光光譜，雖然能提供令人滿意的光譜覆蓋范圍，達(dá)到寬光譜的測量要求，但由于其原理上低時間分辨率的特點，無法達(dá)到快速測量的目的。通常，快速測量解決方法是使用一系列激光測量系統(tǒng)在特定范圍波長下獲取物質(zhì)的光譜信息，然后組合形成混合的光譜信息。這種方法雖然可以較快速地實現(xiàn)光譜測量，但其所能提供的頻譜信息十分有限，限制了其在相關(guān)高能反應(yīng)系統(tǒng)體系下進(jìn)行反應(yīng)動力學(xué)研究的應(yīng)用。

    針對這一技術(shù)難題，IRsweep公司基于快速發(fā)展的量子級聯(lián)激光（QCL）雙頻率梳技術(shù)開發(fā)了紅外固態(tài)快速雙光梳紅外光譜儀 (DCS)。DCS突破了傳統(tǒng)傅里葉紅外光譜儀受其工作原理和光源限制所帶來的時間分辨率低、高的分辨率下信噪比低、紅外透射方法難以測量厚度大及毫米尺度的樣品等缺點。可同時滿足高測量速度（微秒級時間分辨率，< 1 μs）、高光譜分辨率（3x10^-4 cm^-1）和寬光譜范圍的要求，能夠成功用于高溫、高壓、快速反應(yīng)的極端條件下的快速紅外光譜研究。因此，該雙光梳光譜儀在相關(guān)應(yīng)用和文獻(xiàn)報道中引起了研究者的廣泛關(guān)注。

    近期，斯坦福大學(xué)的NICOLAS H. PINKOWSKI研究團隊與IRsweep公司合作成功利用微秒級時間分辨超靈敏雙光梳紅外光譜儀-IRis-F1（Dual-comb spectrometer, DCS）為我們演示了中紅外QCL的雙梳狀光譜儀在高能氣相反應(yīng)中的微秒分辨單次測量的應(yīng)用。實驗中配備了兩個頻率梳和多套獨立的驗證測量系統(tǒng)，在壓力驅(qū)動下的高溫、高壓反應(yīng)釜中研究了一種劇烈的丙炔氧化化學(xué)反應(yīng) （圖1）。具體而言，作者在1225 K，2.8 大氣壓和2％p-C₃H₄ / 18％O₂的預(yù)點火條件下，測量了丙炔與氧氣之間1.0 毫秒高溫反應(yīng)的詳細(xì)動力學(xué)光譜（圖2）。實驗所采用的量子級聯(lián)激光的雙梳狀光譜儀（DCS）是由兩個獨立運行的，非固定頻率的頻率梳組成，其發(fā)射波長帶寬為179 cm^-1 (1174 cm^-1-1233 cm^-1), 具有9.86 GHz的自由頻譜范圍和5 MHz的頻梳間距，可實現(xiàn)實測4 μs的時間分辨率（理論時間分辨率 2 μs）。同時，作者使用另一套獨立的帶間級聯(lián)激光（ICL）光譜儀對DCS測量的精度做了仔細(xì)的對比研究，確認(rèn)了DCS測量的準(zhǔn)確性。研究結(jié)果表明，單脈沖DCS可以以4 μs時間分辨測量速率解析丙炔氧化動力學(xué)（圖3），DCS數(shù)據(jù)清楚顯示：在反應(yīng)早期（0-0.6 ms）能觀察到寬帶丙炔吸收特征峰，而在0.75 ms之后可以觀察到水的精細(xì)特征光譜。在劇烈的高溫高壓反應(yīng)中（1 ms 內(nèi)約2500K和60倍的溫度和壓力變化）DCS數(shù)據(jù)顯示了出良好的信噪比，其信號的自然噪聲YZ和時間分辨率在高焓測試環(huán)境中顯示出明顯優(yōu)勢。同時，獨立的輔助激光測量光譜（ICL）結(jié)果與DCS系統(tǒng)測量結(jié)果具有良好的一致性（圖4）。此外，DCS能夠解析與溫度直接相關(guān)的量子態(tài)信息。并且，隨著光譜模型和高溫截面數(shù)據(jù)庫的改進(jìn)，將來DCS系統(tǒng)的測量準(zhǔn)確性會進(jìn)一步提升。 隨著中紅外雙梳光譜技術(shù)的出現(xiàn)，為超靈敏雙光梳紅外光譜儀在高焓反應(yīng)和非平衡環(huán)境的反應(yīng)動力學(xué)研究中提供了廣闊的研究機遇。研究者堅信超靈敏雙光梳紅外光譜儀在高能反應(yīng)動力學(xué)研究中將會有更多應(yīng)用前景。

圖1 高能反應(yīng)系統(tǒng)實驗裝置示意圖

A：QCL雙光梳快速紅外光譜系統(tǒng)（DCS）包括相應(yīng)的探測器；B：獨立的ICL激光系統(tǒng)用于探測p-C3H4反應(yīng)；C：獨立的ICL激光探測系統(tǒng)，用于探測反應(yīng)中水的變化

圖2 2％ p-C₃H₄ / 18％ O₂/ 80%  Ar 在1225 K，2.8 大氣壓條件下丙炔氧化反應(yīng)動力學(xué)研究結(jié)果

（a）測量和模擬反應(yīng)的熱力學(xué)條件；（b）DCS測量的吸收光譜隨時間的變化關(guān)系。 白色虛線區(qū)域表示具有高信噪比的兩個區(qū)域

圖3 丙炔氧化反應(yīng)動力學(xué)DCS研究結(jié)果（ 1215 cm^-1-1225 cm^-1）

圖4 p-C₃H₄ / Ar在 1120 K、3大氣壓條件下的高溫掃描QCL激光（ICL, 灰色）和DCS（藍(lán)色）光譜對比

參考文獻(xiàn)：

[1] Nicolas H. Pinkowski et al., Dual-comb spectroscopy for high-temperature reaction kinetics, 2020,  Meas. Sci. Technol. 31 055501, https://doi.org/10.1088/1361-6501/ab6ecc

[報告簡介]

    高能反應(yīng)系統(tǒng)常常依賴于吸收光譜學(xué)進(jìn)行反應(yīng)動力學(xué)基礎(chǔ)研究及在線監(jiān)控。然而在如此極端的條件下直接進(jìn)行快速光譜測量是一個極具挑戰(zhàn)的技術(shù)難題?，F(xiàn)有的測量技術(shù)，例如：傅立葉變換紅外光譜儀或快速調(diào)諧的寬掃描級聯(lián)激光光譜，由于其原理上低時間分辨率的特點，無法達(dá)到快速測量的目的，限制了其在相關(guān)高能反應(yīng)系統(tǒng)體系下進(jìn)行反應(yīng)動力學(xué)研究的應(yīng)用。幸運的是IRsweep公司基于量子級聯(lián)激光的雙梳狀技術(shù)（DCS）的開發(fā)的微秒級時間分辨超靈敏光譜儀（IRis-F1）為高溫反應(yīng)動力學(xué)研究為提供了令人興奮且極富挑戰(zhàn)性的試驗場，具有良好時間分辨率的超靈敏紅外光譜儀的使用為苛刻的動態(tài)環(huán)境中高溫快速光譜測量提供了新機遇。

    本報告主要介紹由斯坦福大學(xué)Ronald Hanson教授組與IRsweep公司的合作研究，他們利用微秒級時間分辨超靈敏雙光梳紅外光譜儀（IRis-F1）成功為我們演示了中紅外雙梳狀光譜儀在丙烷高能氣相反應(yīng)中的微秒分辨單次測量的應(yīng)用。

    本報告將由斯坦福大學(xué)參與研究的Nicolas Pinkowski博士親自介紹具體的實驗細(xì)節(jié)及研究中面臨的挑戰(zhàn)及解決方案。

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[主講人介紹]

Markus Geiser 博士

瑞士IRsweep公司共同創(chuàng)始人

Nicolas Pinkowski 博士

斯坦福大學(xué)  Ronald Hanson教授組，NDSEG 研究員和研究助理

[報告時間]

開始  2020年05月14日  23:00

結(jié)束  2020年05月15日  24:00

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    近年來，范德瓦爾斯（vdW）材料中的表面極化激元(SP)研究，例如等離極化激元、聲子極化激元、激子極化激元以及其他形式極化激元等，受到了廣大科研工作者的關(guān)注，成為了低維材料領(lǐng)域納米光學(xué)研究的熱點。其中，范德瓦爾斯原子層狀晶體存在獨特的激子極化激元，可誘導(dǎo)可見光到太赫茲廣闊電磁頻譜范圍內(nèi)的光學(xué)波導(dǎo)。同時，具有較強的激子共振可以實現(xiàn)非熱刺激（包括靜電門控和光激發(fā)）的光波導(dǎo)調(diào)控。

    前期的眾多研究工作表明，掃描近場光學(xué)顯微鏡（SNOM）已經(jīng)被廣泛用于穩(wěn)態(tài)波導(dǎo)的可視化表征，非常適合評估范德瓦爾斯半導(dǎo)體的各向異性和介電張量。 如上所述，范德瓦爾斯材料中具有異常強烈的激子共振，這些激子共振能產(chǎn)生吸收和折射光譜特征，這些特征同樣被編碼在波導(dǎo)模式的復(fù)波矢量qr中，鑒于范德瓦爾斯半導(dǎo)體在近紅外和可見光范圍內(nèi)對ab-平面的光學(xué)極化率有重大影響，因此引起了人們的研究興趣。

    2020年7月，美國哥倫比亞大學(xué)Aaron J. Sternbach和D.N. Basov教授等研究者在Nature Communications上發(fā)表了題為：”Femtosecond exciton dynamics in WSe₂ optical waveguides”的研究文章。研究者以范德瓦爾斯半導(dǎo)體中的WSe₂材料為例，利用德國neaspec公司的納米空間分辨超快光譜和成像系統(tǒng)，通過飛秒激光激發(fā)研究了WSe₂材料中光波導(dǎo)在空間和時間中的電場分布，并成功提取了飛秒光激發(fā)后光學(xué)常數(shù)的時間演化關(guān)系。同時，研究者也通過監(jiān)視波導(dǎo)模式的相速度，探測了WSe2材料中受激非相干的A-exciton漂白和相干的光學(xué)斯塔克（Stark）位移。                                                                原文導(dǎo)讀：

①    在納米空間分辨超快光譜和成像（tr-SNOM）實驗中（圖1，a），研究者首先將Probe探測光（藍(lán)色）照到原子力顯微鏡（AFM）探針JD的頂點上，從探針JD頂點（光束A）散射回的光被離軸拋物面鏡（OAPM）收集并發(fā)送到檢測器。同時，WSe₂材料的中的波導(dǎo)被激發(fā)并傳播到樣品邊緣后，進(jìn)而波導(dǎo)被散射到自由空間（光束B）。第二個Pump泵通道（紅色）可均勻地擾動樣本并改變波導(dǎo)的傳播。 通過在WSe₂/SiO₂界面處的近場tr-SNOM的振幅圖像（圖1b）可明顯觀察到約120 nm厚WSe₂材料邊緣（白色虛線）處形成的特征周期條紋—光波導(dǎo)電場分布。研究者進(jìn)一步通過定量分析數(shù)據(jù)，分別獲取了穩(wěn)態(tài)和光激發(fā)態(tài)下，WSe₂中波導(dǎo)的光波導(dǎo)的相速度q1,r和q1,p。

圖1：納米空間分辨超快光譜和成像系統(tǒng)對WSe₂材料中光波導(dǎo)的納米成像結(jié)果。

a:實驗示意圖（藍(lán)色為Probe光，紅色為Pump光）；b：近場納米光學(xué)成像 c: 在穩(wěn)態(tài)下，WSe₂邊緣的近場光學(xué)振幅圖像；d: 光激發(fā)態(tài)下，延遲時間 Δt=1ps的WSe₂邊緣的近場光學(xué)振幅圖像；e: 分別對c、d進(jìn)行截面分析，獲取定量數(shù)據(jù)。Probe探測能量，E=1.45 eV

②    研究者通過變化Probe探測能量范圍（1.46–1.70 eV）及其理論計算成功獲取了WSe₂晶體穩(wěn)態(tài)下的色散關(guān)系和理論數(shù)據(jù)顯示A-exciton所對應(yīng)的能量。

圖2：WSe₂晶體穩(wěn)態(tài)動力學(xué)的時空納米成像研究。

a: 不同Probe能量的近場光學(xué)振幅；b: 傅里葉變換（FT）分析; c:  Lorentz擬合的WSe₂塊體材料介電常數(shù)面內(nèi)組成；d: 基于Lorentz模型理論計算的能量動量分布（吸收光譜）。Probe探測能量，E 1.46–1.70 eV。

③    為了進(jìn)一步研究光激發(fā)下WSe₂中波導(dǎo)的色散和動力學(xué)，研究者進(jìn)一步在90 nm的WSe₂材料上，通過探測能量E = 1.61 eV，泵浦能量E = 1.56 eV，泵浦功率1.5 mW的實驗條件進(jìn)行了一列的納米空間分辨超快光譜和理論研究。研究結(jié)果表明（圖3a,b），研究者成功獲取到了不同延遲時間Δt與δq2和δq1的關(guān)系。結(jié)果表明：光激發(fā)后的DY個ps內(nèi)，虛部q2（圖3a）突然下降（δq2<0）并迅速恢復(fù)。另一方面，理論計算結(jié)果（圖3，c）顯示了在A-exciton附近（黑色虛線箭頭），初始能量Ex處，穩(wěn)態(tài)（黑色虛線）和激發(fā)態(tài)A-exciton能量Ex’（藍(lán)色箭頭）分別的色散關(guān)系。

    為了弄清各種瞬態(tài)機制，微分色散關(guān)系被研究者引入。首先，研究者定義了微分關(guān)系：δqj=qj,p – qj,r，（j=1,2 分別代表波矢的實部和虛部，p, pump激發(fā)態(tài)，r 穩(wěn)態(tài)）。研究者的理論及實驗微分色散關(guān)系結(jié)果（圖3 d、e）成功顯示了光誘導(dǎo)轉(zhuǎn)變中A-exciton的動力學(xué)行為。結(jié)果表明：A-exciton附近微分色散的特征是由兩個伴隨效應(yīng)引起的：（i）僅在Δt=0時觀察到的A-exciton的7 meV藍(lán)移； （ii）A-exciton的漂白（定義為光譜頻譜展寬和/或振蕩強度降低（見圖3d）。 趨勢（i）在1 ps內(nèi)恢復(fù)，與YZ耗散的動力學(xué)一致（圖3a）。因此，研究者得出結(jié)論，A-exciton共振的瞬態(tài)藍(lán)移是由于相干的光誘導(dǎo)過程所引起。 趨勢（ii）持續(xù)時間更長，因此歸因于非相干激子動力學(xué)。

圖3：WSe₂中波導(dǎo)模的微分色散和動力學(xué)研究。

a: δq2與Δt曲線；b: δq1與Δt曲線;  c: 平衡和非平衡條件下洛倫茲模型計算的色散關(guān)系；d: 理論微分色散關(guān)系；e: 實驗微分色散關(guān)系

    綜上所述，波導(dǎo)的瞬態(tài)納米超快成像使我們能夠以亞皮秒（ps）時間分辨率來量化光誘導(dǎo)變化的WSe2光學(xué)特性。研究者在WSe2上成功觀察到了光誘導(dǎo)相速度的大幅變化，這表明所觀察到的效應(yīng)可能在范德瓦爾斯半導(dǎo)體中普遍存在。此外，研究者的研究結(jié)果表明，我們可以按需調(diào)諧范德瓦爾斯半導(dǎo)體的光學(xué)雙折射行為。另一方面，研究者的工作開創(chuàng)性地發(fā)展了利用tr-SNOM探測超快激子動力學(xué)的工作，并為利用波導(dǎo)作為定量光譜學(xué)工具研究納米級光誘導(dǎo)動力學(xué)鋪平了道路。研究者認(rèn)為這種超快泵浦探測方法的高空間和時間分辨率，可能同樣適用于新奇拓?fù)洳牧现械倪吘壞Ｊ胶瓦吘壭?yīng)的研究。

    neaspec公司利用十?dāng)?shù)年在近場及納米紅外領(lǐng)域的技術(shù)積累，開發(fā)出的全新納米空間分辨超快光譜和成像系統(tǒng)，其Pump激發(fā)光可兼容可見到近紅外的多組激光器，Probe探測光可選紅外（650-2200 cm^-1）或太赫茲（0.5-2 T）波段，實現(xiàn)了在超高空間分辨（20 nm）和超高時間分辨（50 fs）上對被測物質(zhì)的同時表征，可廣泛用于二維拓?fù)洳牧?、范德瓦爾斯（vdW）材料、量子材料的超快動力學(xué)研究。

參考文獻(xiàn)：

[1]. Aaron J. Sternbach et.al. Femtosecond exciton dynamics in WSe2 optical waveguides, Nature Communications , 11, 3567 (2020)；https://www.nature.com/articles/s41467-020-17335-w

時間分辨光譜是指一種能觀察物理和化學(xué)的瞬態(tài)過程并能分辨其時間的光譜。條紋相機技術(shù)是一種同時具備高時間分辨（皮秒）與高空間分辨（微米）的瞬態(tài)光學(xué)過程測量手段，常用于超快系統(tǒng)的脈沖持續(xù)時間測量。

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應(yīng)用方向：

● 超快化學(xué)發(fā)光

● 超快物理發(fā)光

● 超快放電過程

● 超快閃爍體發(fā)光

● 時間分辨熒光光譜，熒光壽命

● 半導(dǎo)體材料時間分辨PL譜

● 太陽能電池材料時間分辨PL譜

● 瞬態(tài)吸收譜，時間分辨拉曼光譜測量

● 光通訊，量子器件的響應(yīng)測量

● 自由電子激光，超短激光技術(shù)

● 等離子體發(fā)光，輻射

● 湯姆遜散射，激光雷達(dá)

線下交流會日程：

打破壟斷，讓條紋相機技術(shù)走進(jìn)大眾實驗室，助力科研人員實現(xiàn)超快夢想，10月25日我們與您相約，共同探討超快時間分辨光譜技術(shù)及應(yīng)用，滿滿干貨，機會難得，不見不散！

主題：超快時間分辨光譜研討會

地點：中科院半導(dǎo)體研究所3號科研樓320會議室

時間：2019年10月25日上午9:30-11:30

報名方式：

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    來源于石油中的塑料產(chǎn)品已經(jīng)成為現(xiàn)代生活不可分割的一部分，它們性能優(yōu)異，用途廣泛且相對便宜，但同時也引發(fā)了人們對于塑料垃圾在環(huán)境中累積問題的擔(dān)憂，迫使我們盡快采取行動探索替代傳統(tǒng)塑料的新型材料。生物塑料, 如聚乳酸(PLA)和聚羥基烷酸酯(PHA)等均來源于天然資源（如糖，植物油等），它們在適當(dāng)條件下可發(fā)生生物降解，因此其制成的產(chǎn)品即使不小心泄漏到環(huán)境中，也不會像傳統(tǒng)塑料一樣長期殘留在土壤和水道中，而是Z終回歸自然，安全而又環(huán)保。

    雖然典型的PLA和PHA在分子層面上基本不混溶，但得益于其優(yōu)異的相容性，它們可以以不同比例形成復(fù)合材料，創(chuàng)造出許多性質(zhì)迥異的功能材料。為了更好地理解這兩種材料在微觀上的相互作用，美國特拉華大學(xué)Isao Noda教授課題組與Photothermal Spectroscopy Corp公司合作，利用基于光學(xué)光熱紅外技術(shù)（O-PTIR）的新一代非接觸亞微米分辨紅外拉曼同步測量系統(tǒng)mIRage（圖1）對PLA和PHA的復(fù)合薄片進(jìn)行紅外拉曼同步成像分析，探究這兩種材料結(jié)合的方式和內(nèi)在機理。

圖1. 非接觸亞微米分辨紅外拉曼同步測量系統(tǒng)—mIRage結(jié)構(gòu)示意圖

    光學(xué)光熱紅外技術(shù)(O-PTIR)是一種新興的光譜分析技術(shù)，可以提供幾百納米尺度上高空間分辨的振動光譜，且遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)紅外顯微鏡的衍射極限（~10-20 μm）。在O-PTIR光譜學(xué)中，高頻率調(diào)制下的強紅外光束源，如量子級聯(lián)激光器(QCL)，用于照射樣品。當(dāng)紅外光束波數(shù)與樣品分子振動頻率相匹配時，紅外光被吸收，能量被轉(zhuǎn)化為熱。當(dāng)被激發(fā)的分子回到基態(tài)時，溫度會以光源調(diào)制的頻率發(fā)生波動，從而引發(fā)相應(yīng)的體積變化(光聲效應(yīng))和折射率變化(光熱效應(yīng))。這些信號可被具有遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)紅外源空間衍射極限的高度聚焦的可見激光束所探測，同時在同一位置上伴隨O-PTIR信號產(chǎn)生一個拉曼散射信號，從而實現(xiàn)真正的同時紅外吸收和拉曼散射測量，并具有亞微米級的空間分辨率。

    O-PTIR作為一種新型的光譜技術(shù)，具有傳統(tǒng)FTIR顯微鏡不可比擬的優(yōu)點，并克服了許多限制。首先，O-PTIR可以提供空間分辨率約為500 nm的紅外譜圖，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了典型的紅外衍射極限空間分辨率，且不依賴于入射紅外波長。更重要的是，它能夠以反射/非接觸(遠(yuǎn)場)工作模式簡單快速的生成高質(zhì)量的類似于FTIR的譜圖，從而避免了制備樣本薄切片的必要，且光譜與商用FTIR數(shù)據(jù)庫搜索完全兼容和可譯。另外，即使樣品中包含易產(chǎn)生熒光干擾的組分（壓制拉曼信號或造成其飽和），O-PTIR的可調(diào)制信號收集特性也確保它完全不受任何熒光的影響。IR和Raman在O-PTIR方法的結(jié)合下，可以充分利用這兩種互補性技術(shù)的優(yōu)勢，實現(xiàn)同步的紅外吸收和拉曼散射測量，并相互印證。

    該工作中，作者首先對這PHA和PLA的結(jié)合面進(jìn)行了固定波數(shù)下的紅外成像（圖2）。通過對比可以發(fā)現(xiàn)，在約330 nm的范圍內(nèi)（空氣/PHA界面）1725 cm-1處的紅外信號出現(xiàn)了急劇的下降，而在PHA/PLA界面處幾微米范圍內(nèi)1760 cm-1處的變化較為平緩，且無清晰的邊界，表明PHA和PLA可能有某種程度的分子混合。由于使用O-PTIR技術(shù)，不存在困擾傳統(tǒng)紅外成像設(shè)備的米氏散射效應(yīng)，因此能夠確定這一模糊的邊界是來自于兩種材料間的相互滲透而非光學(xué)偽影。

圖2. 使用O-PTIR技術(shù)實現(xiàn)PLA和PHA在固定波數(shù)下的紅外成像。（A）紅外成像圖（紅色1725 cm^-1為PHA；綠色1760 cm^-1 為PLA）；（B）A圖中黑色線性區(qū)域PHA/PLA紅外吸收強度分布對比

    為了進(jìn)一步研究PHA/PLA界面處的化學(xué)成分變化，作者對這大概2 μm左右交界面的紅外圖譜進(jìn)行了間隔200 nm的線性紅外掃描分析（圖3）。從羰基（C=O）伸縮振動區(qū)和指紋區(qū)（圖3 A和B）的線性掃描紅外譜圖可以清晰的區(qū)分PHA（1720和1740 cm^-1）和PLA分子（1750-1760 cm^-1）。區(qū)別于理想的簡單二元系統(tǒng)（不互溶或無分子相互作用），PHA/PLA薄片羰基伸縮振動紅外疊加圖譜（圖3 C）并不存在一個明顯的等吸收點，反映了在界面區(qū)域存在著復(fù)雜的組分變化及兩種以上不同物種的分布。

圖3. PHA/PLA界面區(qū)域每200 nm間隔的羰基伸縮振動區(qū)域（A）和指紋圖譜區(qū)域 (B) 以及羰基區(qū)域伸縮振動的疊合O-PTIR圖譜(C)

    為獲取更詳細(xì)的界面處PHA/PLA組分的空間分布規(guī)律，同步和異步二維相關(guān)光譜(2D-COS，two-dimensional correlation spectroscopy)被用來分析羰基拉伸區(qū)域采集到的紅外譜圖（圖4A和4B），并以等高線的圖形式展現(xiàn)，詳細(xì)的分析方法可以參考相關(guān)信息（Combined Use of KnowItAll and 2D-COS, https://www.youtube.com/watch?v=0UCcD3irVtE）。結(jié)果顯示，在主要為PHA的混合界面區(qū)域同時觀測到來源于PLA的1760 cm^-1紅峰外，表明部分PLA滲透到PHA層，且與PHA層的其余部分相比，界面附近的PHA結(jié)晶度明顯降低。在對指紋圖譜區(qū)域進(jìn)行2D PHA/PLA相關(guān)光譜同步和異步對比時，也得到了同樣的結(jié)果（可參照發(fā)表文章，在此不再顯示）, 即PLA向PHA滲透，且PHA的晶型有所改變。另外，作者還通過O-PTIR技術(shù)對該區(qū)域進(jìn)行了同步紅外和拉曼分析（圖4C），兩者選擇性和靈敏度不同卻可以很好的互補，進(jìn)一步驗證了這一發(fā)現(xiàn)的可靠性。結(jié)果證實，即使是表面上不混相的PHA和PLA聚合物對，也存在一定程度的分子混合，這種混合可能發(fā)生在界面只有幾百納米的空間水平上，很好的解釋了這兩種生物塑料之間的高度相容性。

圖4.  PHA/PLA羰基伸縮振動區(qū)域二維同步(A)和異步(B)相關(guān)光譜（2D-COS）分析以及交界區(qū)域同步O-PTIR紅外和拉曼光譜分析（左為紅外，右為拉曼）

參考文獻(xiàn)：

[1] Two-dimensional correlation analysis of highly spatially resolved simultaneous IR and Raman spectral imaging of bioplastics composite using optical photothermal Infrared and Raman spectroscopy，Journal of Molecular Structure， DOI: 10.1016/j.molstruc.2020.128045.

儀器簡介：

VERTEX 70v 光譜儀采用 RockSolid? 準(zhǔn)直高性能干涉儀，能滿足從常規(guī)分析測量到高端科研領(lǐng)域的各種應(yīng)用需求。可以供從紫外/可見光（50000 cm-1） 到遠(yuǎn)紅外/太赫茲（5 cm-1）的廣泛光譜范圍、極高的光譜和時間分辨率以及卓越的靈活性。高端真空研究級紅外光譜儀VERTEX 70v系統(tǒng)能夠通過的技術(shù)，為高端研究應(yīng)用提供完美的解決方案。

能實現(xiàn)目前業(yè)內(nèi)*高水平的快速掃描和步進(jìn)掃描測量，能在*廣的光譜范圍內(nèi)提供卓越的性能。VERTEX 70v全真空系列光譜儀徹底杜絕了大氣吸收對紅外測量的干擾，進(jìn)一步提高光譜質(zhì)量。

數(shù)據(jù)采集使用delta-sigma自激型數(shù)/模轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器具備真正的24位ADC動態(tài)范圍。布魯克先進(jìn)技術(shù)DigiTect將此數(shù)模轉(zhuǎn)換器與檢測器自帶的電子前置信號放大器整合到一起。大限度地避免了外界模擬信號對光譜的干擾，確保了出色的信噪比。

產(chǎn)品性能：

最高的光譜分辨率
- 最高的信噪比
- 最高的動鏡掃描速度
- 全真空、可吹掃或密封干燥式光學(xué)臺克服大氣干擾
- 最多的軟件可控外光路擴展接口
- 分束器更換簡單快捷、無需重新調(diào)整干涉儀，實現(xiàn)紫外、可見光、近紅外及遠(yuǎn)紅外/太赫茲波段的譜區(qū)擴展
- 全自動識別所有光學(xué)配件及測量附件
- 強大的步進(jìn)掃描/慢掃描功能滿足光譜的時間分辨及各種調(diào)制應(yīng)用
- 極具遠(yuǎn)見性的設(shè)計可滿足當(dāng)前及未來的各種拓展需求

外部附件、源和探測器

VERTEX 70v 真空光譜儀配備五個光束出口端口和兩個光束輸入端口，可隨時升級具有外部測量附件、源和探測器的系統(tǒng)。這包括以下內(nèi)容：

用于 VCD 和 PM-IRRAS 的 PMA 50 偏振調(diào)制附件

PL II 光致發(fā)光模塊

RAM II FT-拉曼模塊和RamanScope III FT-拉曼顯微鏡

TGA-FT-IR 聯(lián)用

HYPERION 系列FTIR顯微鏡

HYPERION 3000 FT-IR 成像系統(tǒng)

HTS-XT 高通量篩選eXTension

IMAC 焦平面陣列宏觀成像附件

外部樣品室 XSA（真空或吹掃）

外部真空密閉的超高真空腔室（UHV）

真空PL/PT/PR測量單元

帶中紅外或近紅外光纖探頭的光纖耦合單元（用于固體和液體）

大型積分球

自動進(jìn)樣器

外接遠(yuǎn)紅外Hg燈光源

寬帶中紅外-遠(yuǎn)紅外分束器和檢測器（BRUKER FM）

外部發(fā)射適配器

外部高性能中紅外光源

外部真空4位檢測器腔

適用于遠(yuǎn)紅外

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爾迪儀器代理bruker VERTEX 70v，有需要可聯(lián)系我司。

爾迪儀器創(chuàng)建于2013年，是一家從事儀器設(shè)備銷售、技術(shù)服務(wù)與工藝開發(fā)的創(chuàng)新公司。總部辦公地點位于上海，在北京、深圳、重慶、合肥等地設(shè)有辦事處。通過多年穩(wěn)步發(fā)展，急客戶之所急，想客戶之所想，應(yīng)客戶之所需，行客戶之未行，12小時內(nèi)響應(yīng)，24小時內(nèi)上門，形成售前專業(yè)全面、售中細(xì)致嚴(yán)謹(jǐn)、售后周到快捷的完整服務(wù)體系。

      隨著科技的發(fā)展，即時診斷領(lǐng)域中的免疫層析技術(shù)，從diyi代膠體金、彩色乳膠到第二代熒光微球技術(shù)，實現(xiàn)了從定性到定量分析的飛躍。而時間分辨熒光免疫層析技術(shù)則更進(jìn)一步，提升了檢測的穩(wěn)定性和靈敏度。 
　　時間分辨熒光免疫分析（TRFIA）是在傳統(tǒng)熒光分析的基礎(chǔ)上創(chuàng)立的一種新型非放射性免疫分析技術(shù)。TRFIA以含有鑭系稀土元素的納米微球作為標(biāo)記物的，根據(jù)鑭系金屬螯合物熒光持續(xù)時間長且Stokes位移大，用時間分辨技術(shù)測量熒光，有效排除非特異性熒光的干擾，具有靈敏度高、特異性強和穩(wěn)定性好等特點。

      敏捷生物開發(fā)的新一代時間分辨熒光免疫層析平臺，實現(xiàn)了從diyi代膠體金技術(shù)到第三代時間分辨熒光技術(shù)的飛躍，大大提高了即時診斷的檢測靈敏度和檢測線性范圍，并實現(xiàn)了即時診斷的精確定量。該平臺具有操作簡便、快速、成本低、試劑穩(wěn)定、便于保存和攜帶、檢測結(jié)果可追溯等優(yōu)點，可廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)健康、海關(guān)檢疫、農(nóng)牧業(yè)、林業(yè)、消防、環(huán)境和食品檢測等多領(lǐng)域。