研究人员探索红外纳米光谱的新深度

来自 CIC nanoGUNE(圣塞巴斯蒂安)纳米光学组的研究人员证明，纳米级红外成像(已被确立为一种表面敏感技术)可用于对位于表面下方 100 nm 处的材料进行化学纳米识别。结果进一步表明，薄表面层的红外特征不同于相同材料的次表面层的红外特征，可用于区分这两种情况。最近发表在《自然通讯》上的研究结果将该技术推向了三个维度的纳米级定量化学计量学的重要一步。

使用红外光的光谱，例如傅里叶变换红外 (FTIR) 光谱，可以对有机和无机材料进行化学鉴定。可以用传统 FTIR 显微镜区分的最小物体具有微米级的尺寸。然而，CIC nanoGUNE(圣塞巴斯蒂安)的科学家们使用纳米 FTIR 来分辨物体，这些物体可以小到几纳米。

在纳米 FTIR(基于近场光学显微镜)中，红外光在扫描探针显微镜的尖锐金属化尖端处散射。尖端在感兴趣的样品表面上进行扫描，并使用傅立叶变换检测原理记录散射光的光谱。记录尖端散射光会产生样品的红外光谱特性，从而得出尖端正下方区域的化学成分。由于尖端是在样品表面上扫描的，因此纳米 FTIR 通常被认为是一种表面表征技术。

但重要的是，由尖端纳米聚焦的红外光不仅探测尖端下方的纳米区域，而且实际上探测尖端下方的纳米体积。现在，CIC nanoGUNE 的研究人员表明，位于样品表面下方的材料的光谱特征可以被检测到，并可以通过化学方法识别到 100 nm 的深度。此外，研究人员表明，来自薄表面层的纳米 FTIR 信号与相同材料的次表面层不同，可用于确定样品中的材料分布。值得注意的是，表层和地下层可以直接与实验数据区分开来，而不需要耗时的建模。该研究结果最近发表在自然通讯。

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