afm原子力顯微鏡案例分析之石墨烯表面的共價修飾納米圖案：研究人員在本文中展示了一種共價修飾的方法，并由此在石墨烯以及高定向熱解石墨的表面成功地控制了納米圖案的形成過程。他們在對制得的樣品進行了納米級的表征后發(fā)現(xiàn)可以通過改變電化學(xué)反應(yīng)的條件來調(diào)控所得納米圖案的尺寸。

這種可以在表面構(gòu)建納米圖案結(jié)構(gòu)的方法使得目前電子產(chǎn)品微型化這一趨勢可以進一步發(fā)展，同時也有益于其它各種各樣納米技術(shù)的應(yīng)用。雖然目前已經(jīng)存在一系列的自下而上的技術(shù)（也就是從單個分子的基礎(chǔ)上搭建特定結(jié)構(gòu) ）并被應(yīng)用于在石墨烯以及HOPG基底上形成納米圖案結(jié)構(gòu)。但是這些結(jié)構(gòu)通常由非共價鍵形成，因此其穩(wěn)定性受到很大的局限。

由來自比利時、越南和英國的科研人員組成的團隊報道了一種通過共價修飾來控制納米圖案形成的方法。石墨的表面暴露在電解液中，而電解液包含了芳基重氮鹽 NBD（4-nitrobenzenediazonium）以及TBD（3,5-bis-tert-butylbenzenediazonium）。然后在電化學(xué)池中通過循環(huán)伏安法以及計時電流法進行接枝反應(yīng)。

研究人員通過原子力顯微鏡和掃描隧道顯微鏡對樣品進行了表征并在修飾后的石墨烯或HOPG表面發(fā)現(xiàn)了近乎圓形的斑點。這種結(jié)構(gòu)被稱為”nanocorrals”，研究人員認為其是由實驗過程中在近表面形成的氣泡引起的。AFM原子力顯微鏡圖像表明這種nanocorral的直徑（約為45-130 nm）以及密度（20?125/μm2）可以通過分別改變電化學(xué)活化條件以及電解質(zhì)比例的方法來進行人為調(diào)控。

這一實驗方法可以十分便捷的制備出可調(diào)控的圖形結(jié)構(gòu)，可以在納米約束反應(yīng)中用作微小的“培養(yǎng)皿”。這種方法還可以促進超分子自組裝領(lǐng)域以及其它表面反應(yīng)的研究。

研究人員通過循環(huán)伏安法制得樣品后，借助了快速掃描原子力顯微鏡，以輕敲模式(tapping mode)對樣品的表面形貌進行了納米級的表征?？焖賿呙?span style="font-size: 16px; color: rgb(255, 0, 0);">AFM原子力顯微鏡具備著對樣品環(huán)境進行精確控制的能力，在本實驗中研究人員由此保持了樣品處于32°C的恒溫下。除了精確的多元環(huán)境控制功能，快速掃描原子力顯微鏡還具備著快速掃描、簡單易用以及優(yōu)于傳統(tǒng)afm原子力顯微鏡的空間分辨率等優(yōu)點。