透射电镜试样制备方法技术

本发明专利技术涉及一种透射电镜试样制备方法，其包括以下步骤：将一定量待测纳米颗粒及一定量石墨烯片分散于一溶剂中，形成一待测样品分散液；提供一具有部分悬空设置的碳纳米管膜结构的透射电镜微栅；将该待测样品分散液浸润该透射电镜微栅的碳纳米管膜结构；以及干燥该待测样品分散液，从而形成一透射电镜试样。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种。
技术介绍
在透射电子显微镜中，通常采用透射电镜微栅承载一粉末样品，待测的粉末样品 及用于承载该粉末样品的透射电镜微栅共同构成一透射电镜试样。现有的透射电镜试样的 制备方法包括在乙醇或其他溶剂中分散待测样品颗粒，形成一分散液；将该分散液滴加 至一透射电镜微栅表面；以及干燥该透射电镜微栅表面，形成一透射电镜试样。现有技术 中，该应用于透射电子显微镜的微栅通常是在铜网或镍网等金属网格上覆盖一层多孔有机 膜，再蒸镀一层非晶碳膜制成的。用这种透射电镜微栅制备的透射电镜试样中，待测的粉末 样品通过该非晶碳膜承载。随着纳米材料研究的不断发展，透射电子显微镜在纳米材料的 电子显微学表征领域的应用日益广泛。纳米材料颗粒与普通的粉末颗粒相比具有更小的尺 寸，对透射电镜成像的分辨率提出了更高的要求。然而，在实际应用中，由于非晶碳膜的衬度噪声较大，对纳米颗粒的透射电镜成像 分辨率的提高影响很大，因此，将上述方法制备的透射电镜试样用于透射电镜观察纳米颗 粒时，无法达到一令人满意的透射电镜成像分辨率。
技术实现思路
有鉴于此，确有必要提供一种纳米级颗粒的透射电镜试样的制备方法，以利于获 得效果更好的透射电镜高分辨像。一种，其包括以下步骤将一定量待测纳米颗粒及一定量 石墨烯片分散于一溶剂中，形成一待测样品分散液；提供一具有部分悬空设置的碳纳米管 膜结构的透射电镜微栅；将该待测样品分散液浸润该透射电镜微栅的碳纳米管膜结构；以 及干燥该待测样品分散液，从而形成一透射电镜试样。相较于现有技术，所述的透射电镜试样的制备方法，通过从碳纳米管阵列拉取获 得碳纳米管膜，以形成一具有微孔的碳纳米管膜结构，并将该碳纳米管膜结构作为一种具 有微孔的支撑骨架，通过将石墨烯片覆盖在该支撑骨架的微孔上，实现石墨烯片的悬空设 置。由于石墨烯片具有极薄的厚度，在透射电镜观察中产生的衬度噪声较小，从而可获得分 辨率较高的透射电镜照片。附图说明图1为本专利技术实施例透射电镜试样的制备方法的流程示意图。图2为本专利技术实施例透射电镜试样中的碳纳米管膜的扫描电镜照片。图3为本专利技术实施例透射电镜试样的结构示意图。图4为本专利技术实施例透射电镜试样中由多层交叉的碳纳米管膜形成的碳纳米管 膜结构的扫描电镜照片。图5为图3的透射电镜试样的局部结构示意图。图6为石墨烯片覆盖于碳纳米管膜结构表面的透射电镜照片。图7为含有纳米金颗粒的透射电镜试样的透射电镜照片。图8为图7的高分辨率透射电镜照片。具体实施例方式下面将结合附图及具体实施例对本专利技术提供的透射电镜试样的制备方法作进一 步的详细说明。请参阅图1，本专利技术施例透射电镜试样的制备方法主要包括以下几个步骤步骤一，将一定量待测纳米颗粒及一定量石墨烯片分散于一溶剂中，形成一待测 样品分散液。本实施例中，该待测样品分散液的制备方法具体包括提供一定量待测纳米颗粒、 一定量石墨烯片以及一溶剂；将该待测纳米颗粒及石墨烯片置入该溶剂中形成一混合物； 超声振荡该混合物，使该待测纳米颗粒及石墨烯片均勻分散并悬浮于该溶剂中，从而获得 一待测样品分散液。本实施例中，该混合物在超声振荡仪中振荡约15分钟。可以理解，还 可采用其它方法分散该待测纳米颗粒及石墨烯片，如采用机械搅拌的方法搅拌该待测纳米 颗粒及石墨烯片与该溶剂的混合物。该溶剂应选择为利于石墨烯片分散，且能够完全挥发的低分子量溶剂，如水、乙 醇、甲醇、丙酮、二氯乙烷和氯仿中一种或者几种的混合。本实施例中，该溶剂为水。可以理 解，该溶剂仅起到均勻分散待测纳米颗粒及石墨烯片的作用，故在制备透射电镜试样的过 程中，该溶剂应不与该待测纳米颗粒及石墨烯片发生反应，如发生化学反应或使纳米颗粒 及石墨烯片溶解于溶剂中。该待测纳米颗粒的粒径小于1微米，优选为10纳米以下。该待测纳米颗粒可以为 纳米线、纳米球或纳米管等。该待测纳米颗粒在该待测样品分散液中的浓度为5% (体积百 分含量)以下。该石墨烯片由单层或多层石墨烯(graphene)组成。优选地，该石墨烯片的层数为 1 3层。所述石墨烯为由碳原子通过sp2键杂化形成的二维片状结构。该石墨烯片的尺 寸为10微米以下，可为1微米以下。该石墨烯片在该待测样品分散液中的浓度为5% (体 积百分含量)以下。该石墨烯片的浓度应大于该待测纳米颗粒的浓度。步骤二，提供一具有部分悬空设置的碳纳米管膜结构的透射电镜微栅。(一 )提供多个碳纳米管膜，该碳纳米管膜为从一碳纳米管阵列直接拉取获得。具 体地，该碳纳米管膜的制备方法包括以下步骤。首先，提供一碳纳米管阵列形成于一生长基底，该阵列为超顺排的碳纳米管阵列。该碳纳米管阵列采用化学气相沉积法制备，该碳纳米管阵列为多个彼此平行且垂 直于生长基底生长的碳纳米管形成的纯碳纳米管阵列。通过上述控制生长条件，该定向排 列的碳纳米管阵列中基本不含有杂质，如无定型碳或残留的催化剂金属颗粒等，适于从中 拉取碳纳米管膜。本专利技术实施例提供的碳纳米管阵列为单壁碳纳米管阵列、双壁碳纳米管 阵列及多壁碳纳米管阵列中的一种。所述碳纳米管的直径为0. 5 50纳米，长度为50纳 米 5毫米。本实施例中，碳纳米管的长度优选为100微米 900微米。其次，采用一拉伸工具从所述碳纳米管阵列中拉取碳纳米管获得一碳纳米管膜， 其具体包括以下步骤(a)从所述超顺排碳纳米管阵列中选定一个或具有一定宽度的多个 碳纳米管，本实施例优选为采用具有一定宽度的胶带、镊子或夹子接触碳纳米管阵列以选 定一个或具有一定宽度的多个碳纳米管；(b)以一定速度拉伸该选定的碳纳米管，从而形 成首尾相连的多个碳纳米管片段，进而形成一连续的碳纳米管膜。该拉取方向沿基本垂直 于碳纳米管阵列的生长方向。在上述拉伸过程中，该多个碳纳米管片段在拉力作用下沿拉伸方向逐渐脱离生长 基底的同时，由于范德华力作用，该选定的多个碳纳米管片段分别与其它碳纳米管片段首 尾相连地连续地被拉出，从而形成一连续、均勻且具有一定宽度的自支撑的碳纳米管膜。所 谓“自支撑结构”即该碳纳米管膜无需通过一支撑体支撑，也能保持一膜的形状。请参阅图 2，该碳纳米管膜包括多个基本沿同一方向择优取向排列且通过范德华力首尾相连的碳纳 米管，该碳纳米管基本沿拉伸方向排列并平行于该碳纳米管膜表面。该直接拉伸获得碳纳 米管膜的方法简单快速，适宜进行工业化应用。该碳纳米管膜的宽度与碳纳米管阵列的尺寸有关，该碳纳米管膜的长度不限，可 根据实际需求制得。当该碳纳米管阵列的面积为4英寸时，该碳纳米管膜的宽度为3毫米 10厘米，该碳纳米管膜的厚度为0. 5纳米 100微米。(二)提供一金属网格，将上述多个碳纳米管膜沿至少两个不同的方向层叠地覆 盖于该金属网格表面，从而在该金属网格表面形成一碳纳米管膜结构，进而形成一透射电 镜微栅。请参阅图3，该金属网格110为一形成有一个或多个通孔112的金属片。该金属网 格110可为一透射电镜用金属网格110。该金属网格110的材料为铜或其他金属材料。该 碳纳米管膜结构120基本覆盖该金属网格110，从而使该碳纳米管膜结构120能够通过该金 属网格110的通孔112部分悬空设置。本实施例中，该金属网格的通孔112的直径为10微 米 2毫米。优选地，多个碳纳米管膜可沿不同方向层叠地铺设于该金属网格110表面，具体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种透射电镜试样的制备方法，其包括以下步骤：将一定量待测纳米颗粒及一定量石墨烯片分散于一溶剂中，形成一待测样品分散液；提供一具有部分悬空设置的碳纳米管膜结构的透射电镜微栅；将该待测样品分散液浸润该透射电镜微栅的碳纳米管膜结构；以及干燥该待测样品分散液，从而形成一透射电镜试样。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：姜开利，张丽娜，张昊旭，范守善，
申请(专利权)人：鸿富锦精密工业深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]