納米材料和超分子結(jié)構(gòu)的環(huán)境無損形貌和化學測量在各種領(lǐng)域的研究、開發(fā)和制造中是必不可少的啥纸，包括微電子号杏、復合材料、納米技術(shù)和生命科學脾拆。自組裝BCP圖案中特定區(qū)域和缺陷結(jié)構(gòu)的直接空間化學成像將提供有關(guān)材料馒索、工藝和圖案質(zhì)量的寶貴信息。目前在真實空間中的研究是基于電子顯微鏡(EM)技術(shù)名船、原子力顯微鏡(AFM)和近場光學绰上，所有這些技術(shù)都有局限性。
探測bcp化學結(jié)構(gòu)的方法概述
zui近基于能量濾波傳輸EM的EM光譜技術(shù)的進展可以通過原子Z對比推斷來提供有限的bcp識別信息渠驼。對于典型的EM研究蜈块，選擇性染色，蝕刻迷扇，或滲透的另一種化合物在一個聚合物成分被用來進一步增強成像對比度百揭。然而，這種浸潤蜓席、染色技術(shù)或部分蝕刻可能會改變或扭曲疇形狀和/或邊界輪廓器一。即使在具有足夠成像對比度的系統(tǒng)中，成像過程中造成的電子束損傷也可能對樣品的表征產(chǎn)生不利影響厨内。
光譜學提供了有前途的非侵入性方法來探測bcp的化學結(jié)構(gòu)祈秕。特別是渺贤，傅里葉變換紅外(FTIR)光譜為有機材料(如bcp)提供了非侵入性的化學特異性光譜。傳統(tǒng)FTIR技術(shù)的空間分辨率受衍射的限制请毛，無法分辨精細的BCP圖像志鞍。增強掃描近場光學成像的新進展表明，通過將光譜學與AFM相結(jié)合方仿，可以將光譜成像分辨率擴展到亞10納米范圍固棚。尖端增強近場振動光譜的例子包括尖端增強拉曼散射(TERS)和紅外散射掃描近場光學顯微鏡(IR s-SNOM)技術(shù)。尖端增強測量的一個普遍挑戰(zhàn)是由遠場散射光子從尖端周圍區(qū)域產(chǎn)生的壓倒性背景信號仙蚜。與遠場散射相比此洲，缺乏能夠可靠地增強近場拉曼散射的成像探針，這阻礙了TERS的廣泛采用鳍征，盡管它很有希望黍翎。此外，聚合物共混物和BCP系統(tǒng)不適合共振拉曼增強艳丛，需要很長的信號集成時間。對于紅外sSNOM趟紊，基于干涉測量的檢測方法可以提供有效的背景抑氮双。利用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)在1733 cm?1的吸收波段，對PS-b-PMMA(苯乙烯-b-甲基丙烯酸甲酯)BCP (PS-b-PMMA)相對較大的自組裝圖案(~80 nm間距)的IR - s-SNOM圖像進行了對比霎匈。
由遠場散射光子從尖端周圍區(qū)域產(chǎn)生的壓倒性背景信號戴差。與遠場散射相比，缺乏能夠可靠地增強近場拉曼散射的成像探針铛嘱，這阻礙了TERS的廣泛采用暖释，盡管它很有希望。此外墨吓，聚合物共混物和BCP系統(tǒng)不適合共振拉曼增強球匕，需要很長的信號集成時間。對于紅外sSNOM帖烘，基于干涉測量的檢測方法可以提供有效的背景抑亮曹。利用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)在1733 cm?1吸收波段，對PS-b-PMMA(苯乙烯-b-甲基丙烯酸甲酯)BCP (PS-b-PMMA)相對較大的自組裝圖案(~80 nm間距)的IR - s-SNOM圖像進行了對比秘症。
認識到在s-SNOM中產(chǎn)生近場散射光子的偶極子-偶極子相互作用應該產(chǎn)生可測量的吸引力，Rajapaksa等人演示了分子共振的機械檢測。這項技術(shù)現(xiàn)在被稱為光致力顯微鏡(PiFM)藕咏，通過檢測金屬涂層AFM尖端中光學驅(qū)動分子偶極子與其鏡像偶極子相互作用之間的力梯度缩赛，可以測量線性和非線性樣品的極化率。這種近場激發(fā)和近場檢測(相對于前面描述的其他尖端增強近場光學顯微鏡技術(shù)中的近場激發(fā)和遠場檢測)允許檢測近場背景貢獻的場光學響應聪廉。動態(tài)AFM(也稱為攻絲模式或非接觸AFM)的使用由于懸臂的高質(zhì)量因子(Q ~ 600)和min的尖端-樣品相互作用而提供了良好的靈敏度瞬痘，使其成為軟物質(zhì)(如bcp)的理想選擇故慈。
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