斯科尔科沃科技学院 实验用单壁碳纳米管薄膜的制备
信用:帕维尔·奥迪涅夫/斯科尔泰克 来自斯科尔泰克的科学家和他们来自俄罗斯和芬兰的同事已经找到了一种非侵入性的方法来测量单壁碳纳米管薄膜的厚度，这种薄膜可能会在从太阳能到智能纺织品的广泛领域得到应用
这篇论文发表在《应用物理快报》杂志上
单壁碳纳米管本质上是一片一个原子厚的石墨，卷成一根管子
它们是碳的同素异形体(一种物理形式)，很像富勒烯、石墨烯、金刚石和石墨
单壁碳纳米管在从太阳能电池和发光二极管到超快激光器、透明电极和智能纺织品的各种工业应用中有着广阔的前景
然而，所有这些应用都需要对单壁碳纳米管薄膜的厚度和光学特性进行相当精确的测量
“薄膜厚度对于许多应用来说是非常重要的，其特征通常是在可见光谱范围内有多少光可以透过薄膜:透明度越高，薄膜厚度越小
然而，当需要设计有效的透明电极时，精确控制薄膜厚度和光学常数是至关重要的
例如，我们需要知道厚度以改善基于太阳能电池的透明单壁碳纳米管窗口层的表面的抗反射性能
“为了估计并随后利用单壁碳纳米管薄膜的机械性能，我们需要预测薄膜的几何尺寸，”艾伯特·纳西布林教授说，他是斯科勒特光子学和量子材料中心纳米材料实验室的负责人 现有的光学常数测量方法包括吸收光谱和电子能量损失光谱，而几何参数可以通过透射电子显微镜、扫描电子显微镜或原子力显微镜来确定
这些方法资源效率低，并且需要样品制备，这可能会影响人们试图测量的单壁碳纳米管膜的特性
由斯科特和阿尔托大学的阿尔伯特·纳西布林领导的一个研究小组能够设计出一种快速、无接触、通用的技术，用于精确估算单壁碳纳米管薄膜的厚度及其介电功能
他们想出了一个变通办法，对单壁碳纳米管薄膜使用光谱椭偏术，这是一种无损、快速、非常灵敏的测量技术
“椭偏法是一种间接方法，我们可以用它来确定胶片参数，而标准的数据处理方法并不总是适用于这里
乍一看，碳纳米管薄膜是这项技术的一个非常困难的对象:由数百万个随机取向的纳米尺寸的单个和成束的管组成，它在整个光谱范围内具有强吸收，低反射和光学特性的各向异性
尽管如此，该论文的第一作者乔治·埃尔莫勒耶夫(Georgy Ermolaev)是斯科勒奇-MIPT联合硕士项目的学生，他发现了一种优雅的算法，可以在一组光学测量中检索厚度和光学常数，”该论文的合著者之一塞维多夫·格拉德什说
研究人员在550纳米处制造了厚度和吸收率在90%和45%之间变化的单壁碳纳米管薄膜，并测定了薄膜的宽带(250-3300纳米)折射率和相应的厚度
“人们曾预计，光学特性将取决于碳纳米管在薄膜中的封装密度，但令人惊讶的是，这种效应有多大
一滴乙醇可以压缩或致密薄膜，并将折射率从1
07比1
7，为调整单壁碳纳米管薄膜的光学特性提供了简单的机会，”艾伯特·纳西布林补充道
该团队认为，其他科学家可以在他们的工作基础上再接再厉，除此之外，将他们的方法应用到碳纳米管以外的其他种类的结构中
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