纳米材料和超分子结构的环境无损形貌和化学测量在各种领域的研究、开发和制造中是必不可少的，包括微电子、复合材料、纳米技术和生命科学。自组装BCP图案中特定区域和缺陷结构的直接空间化学成像将提供有关材料、工艺和图案质量的宝贵信息。目前在真实空间中的研究是基于电子显微镜(EM)技术、原子力显微镜(AFM)和近场光学，所有这些技术都有局限性。
探测bcp化学结构的方法概述
zui近基于能量滤波传输EM的EM光谱技术的进展可以通过原子Z对比推断来提供有限的bcp识别信息。对于典型的EM研究，选择性染色，蚀刻，或渗透的另一种化合物在一个聚合物成分被用来进一步增强成像对比度。然而，这种浸润、染色技术或部分蚀刻可能会改变或扭曲畴形状和/或边界轮廓。即使在具有足够成像对比度的系统中，成像过程中造成的电子束损伤也可能对样品的表征产生不利影响。
光谱学提供了有前途的非侵入性方法来探测bcp的化学结构。特别是，傅里叶变换红外(FTIR)光谱为有机材料(如bcp)提供了非侵入性的化学特异性光谱。传统FTIR技术的空间分辨率受衍射的限制，无法分辨精细的BCP图像。增强扫描近场光学成像的新进展表明，通过将光谱学与AFM相结合，可以将光谱成像分辨率扩展到亚10纳米范围。尖端增强近场振动光谱的例子包括尖端增强拉曼散射(TERS)和红外散射扫描近场光学显微镜(IR s-SNOM)技术。尖端增强测量的一个普遍挑战是由远场散射光子从尖端周围区域产生的压倒性背景信号。与远场散射相比，缺乏能够可靠地增强近场拉曼散射的成像探针，这阻碍了TERS的广泛采用，尽管它很有希望。此外，聚合物共混物和BCP系统不适合共振拉曼增强，需要很长的信号集成时间。对于红外sSNOM，基于干涉测量的检测方法可以提供有效的背景抑。利用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)在1733 cm−1的吸收波段，对PS-b-PMMA(苯乙烯-b-甲基丙烯酸甲酯)BCP (PS-b-PMMA)相对较大的自组装图案(~80 nm间距)的IR - s-SNOM图像进行了对比。
由远场散射光子从尖端周围区域产生的压倒性背景信号。与远场散射相比，缺乏能够可靠地增强近场拉曼散射的成像探针，这阻碍了TERS的广泛采用，尽管它很有希望。此外，聚合物共混物和BCP系统不适合共振拉曼增强，需要很长的信号集成时间。对于红外sSNOM，基于干涉测量的检测方法可以提供有效的背景抑。利用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)在1733 cm−1吸收波段，对PS-b-PMMA(苯乙烯-b-甲基丙烯酸甲酯)BCP (PS-b-PMMA)相对较大的自组装图案(~80 nm间距)的IR - s-SNOM图像进行了对比。
认识到在s-SNOM中产生近场散射光子的偶极子-偶极子相互作用应该产生可测量的吸引力，Rajapaksa等人演示了分子共振的机械检测。这项技术现在被称为光致力显微镜(PiFM)，通过检测金属涂层AFM尖端中光学驱动分子偶极子与其镜像偶极子相互作用之间的力梯度，可以测量线性和非线性样品的极化率。这种近场激发和近场检测(相对于前面描述的其他尖端增强近场光学显微镜技术中的近场激发和远场检测)允许检测近场背景贡献的场光学响应。动态AFM(也称为攻丝模式或非接触AFM)的使用由于悬臂的高质量因子(Q ~ 600)和min的尖端-样品相互作用而提供了良好的灵敏度，使其成为软物质(如bcp)的理想选择。
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