【技术实现步骤摘要】
一种低维材料各向异性显微的成像方法和装置
本专利技术属于低维材料和各向异性显微成像
，涉及一种利用非偏振分光技术和各向异性吸收效应相结合的低维材料各向异性显微成像方法和装置。
技术介绍
各向异性是指材料由于原子在不同方向的杂化和排列方式不同，导致其不同取向的力学、电学、热学、光学方面的性能不同。黑磷，二硫化铼，二硒化铼，碳纳米管，银纳米线就具有很明显的各向异性。低维材料的各向异性可以为其在光电领域的应用增添一个可调节的自由度，相关的应用有：集成数字逆变器，取向相关二极管，高灵敏的线偏振光探测器以及弱光探测器等。要更加灵活地去利用材料的各向异性，首先要做的就是能直观的观察其各向异性并测定各向异性低维材料的晶向。目前，应用最广泛的研究低维材料各向异性的方法都无法同时满足我们对于效率，简单性，精度和样品无损的需求。角分辨拉曼光谱技术通过分析不同振动模式下的偏振依赖变化，可以用来研究材料的各向异性，但是由于其装置昂贵复杂，测量耗时，激光对样品有损害等特点，无法很方便的应用；扫描透射电子显微镜可以用来高精度测定样品晶向，但是其对样品厚度和基底有特殊需求，无法广泛利用；光热探测技术已经被证实可以观察材料的各向异性，但是使用时样品需浸泡在液体中，测量之后材料无法后续利用，从而限制了其应用；目前最简单的方式就是利用偏光显微镜在可见光波段去观察材料的光学各向异性，然而由于测量过程中涉及手动转动样品，其测试结果往往不可靠。也有一些研究利用旋转偏振片去测量，但是由于分束镜的影响，其测试结果往往是不准确的。目前一种能够很直观的去观察材料各向异性，并且能很简单、快速、无损、准...
【技术保护点】
1.一种低维材料各向异性显微的成像方法，其特征在于能够利用材料的光学各向异性进行高分辨率高对比度的各向异性显微成像，并能快速、简单、准确、无损的同时测定大范围内样品的晶向，所述方法包括：首先将显微镜的普通分束镜更换为无偏分束镜，并根据透射谱使用滤波片，从而达到非偏振分光的目的，将需要测量的低维样品放置于物镜下，利用转台自动旋转偏振片并利用程序自动拍摄不同旋转角度下的偏振光学图像。提取每张图像相同像素点的最大和最小亮度值，并计算其差值，最后将差值按照不同的像素点依次绘制到一张图像上，得到了强度域的各向异性图像。提取每张偏振光学图像相同像素点最大亮度值所对应的旋转角度，并将角度值以箭头的形式绘制到强度域的各向异性图像中，便得到了包含晶向信息的各向异性图像。用不同颜色去标识不同取向的区域，而不是用箭头，这样便得到了角度域的各向异性图像。
【技术特征摘要】
1.一种低维材料各向异性显微的成像方法，其特征在于能够利用材料的光学各向异性进行高分辨率高对比度的各向异性显微成像，并能快速、简单、准确、无损的同时测定大范围内样品的晶向，所述方法包括：首先将显微镜的普通分束镜更换为无偏分束镜，并根据透射谱使用滤波片，从而达到非偏振分光的目的，将需要测量的低维样品放置于物镜下，利用转台自动旋转偏振片并利用程序自动拍摄不同旋转角度下的偏振光学图像。提取每张图像相同像素点的最大和最小亮度值，并计算其差值，最后将差值按照不同的像素点依次绘制到一张图像上，得到了强度域的各向异性图像。提取每张偏振光学图像相同像素点最大亮度值所对应的旋转角度，并将角度值以箭头的形式绘制到强度域的各向异性图像中，便得到了包含晶向信息的各向异性图像。用不同颜色去标识不同取向的区域，而不是用箭头，这样便得到了角度域的各向异性图像。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所测量的低维材料包括：二维材料，如黑磷、二硫化铼、二硒化铼；一维材料，如银纳米线、碳纳米管。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所测量的低维材料的基底可以包括：硅片、玻璃、PDMS、石英片，蓝宝石等各向同性或各向异性较弱的材料。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用非偏振分光，显微镜中的分束镜需更换为无偏振依赖的分束镜，如Chroma，50/50的分束镜。通过测量无偏分束镜的透射谱，采用带通滤波片将入射光限制在s光和p光透射率差异最小的波段。5.根据权利要求1所述的方法，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘智波，黄凯旋，田建国，
申请(专利权)人：南开大学，
类型：发明
国别省市：天津,12
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