捕捉数据在不稳定或倾向于样品表面,同时保持样本集中,镜台的垂直位置被修改而使用拉曼成像技术被称为地形映射。
集中激光点提供了更高的激光功率密度,从而增加了体积的拉曼强度分析。良好的空间分辨率和拉曼强度是确保通过维护一个狭窄的激光焦点而穿越一个示例。
可视化组件或组件的空间分布在样本地区的一个好处是拉曼成像。
拉曼强度的解释是更具挑战性的样本集中在成像的变化,因为它是很难区分的变化强度样本集中带来的变化和产生的样本本身的变化。
拉曼光谱的质量和使用光谱数据的能力作为一个空间或光谱识别工具也可以受到相当大的损失影响拉曼强度和空间分辨率。
重点是在旅行时保持平坦的样本,使其最适合拉曼成像。然而,生产平面样本并不总是可行的或可行的。(即。,建立一个显微镜下平面可能阻碍特定材料的物理特性)。亚博网站下载
当试图创建一个平滑的表面,一些样品,如涂料,可以伤害或消除。在其他情况下,样品不能修改,因为它必须保存在其原来的形式。
即使没有限制可以用来做什么样品,程序需要创建显微镜下平面样品偶尔太过耗时费力而有效。因此,至关重要的是有一个成像方法粗糙、倾斜或不均匀样本利用地形测绘技术。
图1显示的结果地形测绘,展示了一个弯曲的平板字母印在它的表面。当比较视觉马赛克图片,很容易观察到地形映射保持聚焦在样品表面。
拉曼MCR(多元曲线分辨率)是影响保持密切关注样本;捕获的图像通过地形测绘展品大大大样本组件的描述。没有地形测绘,照片中的部分粒子不太明显,甚至有些是完全缺席。yabo214
图1所示。拉曼成像的平板表面,没有地形映射。)多元曲线分辨率(MCR)拉曼图像采集与地形的映射。B) MCR喇曼没有地形映射图像采集。C)复合视觉马赛克图像使用地形映射。D)视觉马赛克没有地形映射。图片来源:热费希尔科学——材料和结构分析亚博网站下载
本文将展示如何使用地形测绘研究薄膜(绿锈)上创建不规则的铜表面。可以故意让绿锈给物品的印象年龄或创建纹理或颜色,但是他们还可以开发自然暴露在环境因素如空气、酸雨、盐水等。
创建绿锈铜暴露面氧化,但如何发展决定了化合物的精确组成。不同的铜氧化物(铜2O和措)、氢氧化物、碳酸盐、氯化物、硝酸盐、硫酸盐、所有可以提供的线索绿锈的起源和形成的过程。
实验
美分硬币(硬币)从美国标本利用在这篇文章中,如图2所示。容易的明显例子地形可以使用映射与凹凸不平的表面是提高数字和字符在铸造过程中产生,可见一分钱的表面之上。
图2。美国美分硬币(硬币)。图片来源:热费希尔科学——材料和结构分析亚博网站下载
目前市面上流通硬币是内的锌铜涂层覆盖。四便士故意受到各种环境产生不同的绿锈。尽管这些绿锈是故意,它们包含的元素也存在于绿锈自然形成。
使用一个热科学™DXR3xi拉曼成像显微镜和热科学OMNICxi软件地形的映射能力,便士的部分被扫描。团队决定利用一个波长455纳米的激光光谱以来最小的最优平衡荧光工件和强大的拉曼强度。
收集可以镶嵌的照片样本在不同的焦点,从最低到最高的地区的兴趣点,第一阶段在地形测绘。许多失焦的像素网站然后合并生成复合视觉形象,包括所有获得焦点的点。
然后利用这些数据来构造一个地形马赛克。保证样品表面是在集中收集拉曼光谱时,垂直阶段获得焦点的点的位置然后利用。
焦点位置数据存储来构建一个样品表面的三维图像和重叠拉曼成像数据之上。
结果
表1列出了标准收集地形马赛克以及利用生产绿锈的情况。焦范围,计算使用的最高和最低分的样本在该地区的利益,是舞台上的垂直距离总感动从最高到最低的焦点。
表1。样品处理条件和地形映射的细节。来源:热费希尔科学——材料和结构分析亚博网站下载
| 一分钱 |
条件 |
焦范围(µm) |
时间间隔(µm) |
客观的 |
图 |
| 1 |
温和加热(150°C, 30分钟) |
150年 |
3 |
20 x |
3 |
| 2 |
加热到250°C |
95年 |
0.7 |
50 x |
6 |
| 3 |
氨蒸汽(室温) |
74年 |
0.7 |
50 x |
8 |
| 4 |
暴露在二氧化碳在空气中 |
31日 |
3 |
20 x |
10 |
间隔,依赖于客观的景深,显示位置的增量阶段转移焦点范围。地形马赛克都描述了2 d和3 d的数据。
表2给出了拉曼数据采集信息的设置以及发现组件。步长是点之间的水平间距在样品表面,根据客观的使用和选择区域的大小进行了分析。
表2。拉曼成像参数和组件识别。来源:热费希尔科学——材料和结构分析亚博网站下载
| 一分钱 |
面积成像(µm) |
步长(µm) |
数量的光谱 |
组件 |
图 |
| 1 |
3475×1535 |
10 |
53592年 |
铜2O |
4 |
| 2 |
940×630 |
5 |
24003年 |
铜2啊,错 |
7 |
| 3 |
930×1040 |
5 |
39083年 |
铜2O,铜(哦)2 |
9 |
| 4 |
1515×1580 |
10 |
24168年 |
铜2O, CuCO3(哦)2 |
11 |
3 d表示地形马赛克的图片与拉曼光谱的图像创建覆盖数据。
一分钱1在慢慢加热,直到一个小变化在表面的色调。如图3所示,这一分钱提高地区今年创造了,有点弯曲的表面。更清楚地显示的地形特征样本,图中的z轴扩展。
图3。可见地形马赛克从一分钱1。)2 d图像。B)与z轴扩展到三维图像表明表面形貌。图片来源:热费希尔科学——材料和结构分析亚博网站下载
峰面积的铜的强度2o相关645厘米1峰,确定在整个表面,但不同的强度,是用于创建拉曼图如图4所示。浅蓝色和白色部分相比,较暗的图像中的蓝色区域显示更大的浓度在顶部的数字。
薄氧化层是允许拉曼的vizulization表面由于铜金属本身不是拉曼活性。
图4。拉曼峰面积从一分钱1基于铜的强度图像2阿峰在645厘米1。图片来源:热费希尔科学——材料和结构分析亚博网站下载
地形测绘有几个优点,如图5所示。很明显,地形测绘1 - 4(图5)会产生更好的结果比采用单一焦点的视觉(图5 b 1 - 3)和拉曼(图5 b 4)图片。
视觉细节和拉曼峰强度显著降低。视觉和拉曼测量明显升高的影响数字和倾斜的示例见图3和图4。
更大的放大——被用来捕获图像如图5 -样本地形的影响应该更明显。
图5。比较结果收集和地形映射(A1-A4)和那些收集在一个焦点没有地形映射(B1-B4)。a1a3和b1b3视觉马赛克图像。A4和B4喇曼图像基于铜的峰面积2O在645厘米1,深蓝色的颜色表明更高的峰值强度和白色代表更低的峰值强度。图片来源:热费希尔科学——材料和结构分析亚博网站下载
的另一个副产品铜氧化,除了铜2啊,是氧化铜(错)。高温加热2分钱导致更深的色调与措的生产。字母“L”的地形镶嵌在“自由”这个词一分钱2是图6所示。两个铜2O和措被发现在这个示例中,根据拉曼分析。
图6。可见地形马赛克从硬币2。)2 d图像。B)与z轴扩展到三维图像表明表面形貌。图片来源:热费希尔科学——材料和结构分析亚博网站下载
图7中的拉曼形象创建使用多元曲线分辨率(MCR)拉曼光谱的分析,可以识别的各种组件,而不需要提前了解他们的光谱特性。还有一些景点的碳可能来自一分钱的有机材料在热处理衰减。
图7。拉曼MCR形象与铜2分钱2阿蓝措绿色所示所示。图片来源:热费希尔科学——材料和结构分析亚博网站下载
蓝铜(II)氢氧化物(铜(哦)2)可以出现在铜或青铜表面接触时基本的液体。两性氢氧化铜可以溶于水的解决方案。创建铜(哦)2铜绿3分钱,氨水气体被用作接触介质。
硬币上的雕刻“0”描述了一个地形镶嵌在图8中;拉曼的调查揭示了铜的存在(哦)2在铜表面。
图8。可见地形马赛克从3分钱。)2 d图像。B)与z轴扩展到三维图像表明表面形貌。图片来源:热费希尔科学——材料和结构分析亚博网站下载
图9显示了一个MCR喇曼和铜(哦)2集中在蓝色区域,铜2O在橙色区域,结合这两个组件在紫色的地区。
图9。拉曼MCR形象与铜从3分钱2O橙色和铜所示(哦)2青色所示。的混合物都用紫色表示。图片来源:热费希尔科学——材料和结构分析亚博网站下载
绿锈铜可以包括氢氧化铜,尽管它更可能出现如果铜绿发展缓慢。碳酸铜氢氧化物,包括创建时空气中的二氧化碳。矿物质如蓝铜矿(铜3(有限公司3)2(哦)2)和孔雀石(铜2有限公司3(哦)2)创建这些反应的结果。
字母“A”刻在硬币4是描绘在图10中地形马赛克,和MCR拉曼图如图11所示。在字母“A”基地,铜2有限公司3(哦)2被发现,而铜2啊,主要是位于顶部的信。
图10。可见地形马赛克从4分钱。)2 d图像。B)与z轴扩展到三维图像表明表面形貌。图片来源:热费希尔科学——材料和结构分析亚博网站下载
图11。拉曼MCR图像从4分钱。铜2O所示红色和铜2有限公司3(哦)2蓝色所示。)拉曼数据叠加在3 d地形马赛克。B)拉曼数据叠加在二维地形马赛克。图片来源:热费希尔科学——材料和结构分析亚博网站下载
此外,有几个小点(见照片中绿色区域),似乎是某种形式的偶氮染料或颜料。虽然注意预期,但有趣的是,这种染料或颜料被发现硬币表面的。
结论
出于各种原因,压扁样品拉曼分析并不总是理想的,可行的,还是可行的,因此它是至关重要的在拉曼成像技术来保持样本集中的不均匀的表面。
空间分辨率和拉曼强度以这种方式保存。自铜硬币表面结构特征创建在铸造过程中,地形测绘中的应用证明了考试的绿锈铜硬币。
表面氧化是用于各种设置创建绿锈铜。本文中讨论的概念可以扩展到探索的范围广泛的薄膜材料。亚博网站下载
申请地形映射可能从检查艺术品和文化意义项检查金属腐蚀和薄层不均匀的表面。
这些信息已经采购,审核并改编自热费希尔科学所提供的材料,材料和结构分析。亚博网站下载
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