استفاده از كاوند نانولوله كربني در تهيه تصويرهاي مغناطيسي با توان تفكيك بالا

Obtaining high resolution magnetic images using carbon nanotube probe

تعيين ساختار و ابعاد نانوذرات مغناطيسي سنتز شده و نيز بررسي ريخت‌شناسي نانوكامپوزيت‌هاي حاوي نانوذرات مغناطيسي همواره مورد توجه پژوهشگران بوده است. يكي از روش‌هاي مناسب شناسايي مواد شيميايي، استفاده از ميكروسكوپ نيروي مغناطيسي مجهز به كاوند مغناطيسي است. در اين پژوهش يك روش آسان و تكرارپذير براي ساخت كاوند ميكروسكوپ نيروي مغناطيسي با استفاده از نانولوله كربني چند ديواره به روش دي الكتروفورزيس توسعه داده شده است. سوسپانسيون‌هايي با غلظت‌هاي معين از نانولوله‌هاي كربني در محلول اتانول - آب بدون يون و با استفاده از سورفاكتانت سديم دودسيل سولفات و به‌كارگيري دستگاه فراصوت آماده شد. نانولوله‌هاي كربني با غلظت‌هاي معين در محلول اتانول - آب بدون يون و با استفاده از سورفاكتانت سديم دودسيل سولفات و به‌كارگيري دستگاه فراصوت به صورت سوسپانسيون آماده شد. براي پيوند نانولوله كربني به نوك سوزن سيليكوني ميكروسكوپ نيروي اتمي عامل‌هاي متفاوتي از قبيل ولتاژ، فركانس، زاويه سوزن با صفحه الكترود و شكل سوزن را بايد در نظر گرفت. جهت سادگي تزريق محلول نانولوله‌ كربني به ناحيه بين نوك كاوند سيليكوني با پوشش طلا و صفحه الكترود، فاصله بين آن‌ها 30 ميكرومتر تنظيم شد. با توجه به آزمايش‌هاي انجام شده براي بررسي اثر ولتاژ، مشخص شد كه ولتاژ بهينه‌ براي پيوند نانولوله‌ كربني به نوك سوزن 13 ولت است. كاوند‌هاي ساخته شده با كبالت پوشش‌دهي شده و به كمك آن‌ها از نمونه‌هاي مغناطيسي تصوير تهيه شد. نتيجه‌ها با تصويرهاي به‌دست آمده از كاوند تجاري مقايسه و نشان داده شد كه با كاوند‌هاي نانولوله كربني تصاويري با توان تفكيك بالاتري به‌دست مي‌آيد. دوام اين سوزن‌ها به‌دليل ويژگي ارتجاعي و مقاومت حرارتي و مكانيكي بيشتر نانولوله كربني مربوط است.

The structure and size determination of synthesized magnetic nanoparticles and morphology investigation of nanocomposites containing magnetic nanoparticles have attracted a lot of interest. One of the best ways for characterization of these particles is using a magnetic force microscope equipped with a magnetic probe. In this research, a simple and reproducible technique for manufacturing magnetic force microscope probes with the aid of multiwall carbon nanotube using dielectrophoresis method has been developed. Suspensions of certain concentrations of carbon nanotubes in Ethanol–Deionized water solution and the surfactant sodium dodecyl sulfate have been prepared using an ultrasonic. In order to attach carbon nanotube to the silicon-made atomic force microscope tip, the effects of several factors such as voltage, frequency, the angle between tip and electrode, and finally the tip geometry should be investigated. To facilitate injection of CNT solution into the space between gold-coated silicon probe apex and electrode plate, the distance between them was adjusted to 30 micrometers. Experiments for investigation of voltage effect revealed that the optimum voltage to attaching CNT to the tip apex is 13 volts. Magnetic probes were covered with cobalt and then magnetic samples were imaged using these probes. The results were compared with images obtained from commercial probes and it was found that higher resolution images can be obtained with constructed probes. The fabricated tips have greater longevity that can be attributed to the elasticity and higher mechanical and thermal stability of carbon nanotubes.