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掃描電化學顯微鏡
鎖定
- 中文名
- 掃描電化學顯微鏡
- 外文名
- Scanning Electrochemical Microscopy, SECM)
- 原 理
- 發生還原反應
- 服務範圍
- 固/液、液/液界面
掃描電化學顯微鏡簡介
掃描電化學顯微鏡(縮寫SECM)基於電化學原理工作,可測量微區內物質氧化或還原所給出的電化學電流。
掃描電化學顯微鏡工作原理
SECM的一般工作原理是:當探針(常為超微圓盤電極,UMDE)與基底同時浸入含有電活性物質 O的溶液中,在探針上施加電位(ET)使發生還原反應。當探針靠近導電基底時,其電位控制在氧化電位,則基底產物可擴散回探針表面使探針電流增大;探針離樣品的距離越近,電流就越大。這個過程則被稱為“正反饋”。當探針靠近絕緣基底表面時,本體溶液中O組分向探針的擴散受到基底的阻礙,故探針電流減小;且越接近樣品,iT越小。這個過程常被稱作“負反饋”。
通常SECM工作時採用電流法。固定探針與基底間距對基底進行二維掃描時,探針上電流變化將提供基底的形貌和相應的電化學信息。SECM也可工作於“恆電流”狀態,即恆定探針電流,檢測探針z向位置變化以實現成像過程。SECM的分辨率主要取決於探針的尺寸和形狀及探針與基底間距(d)能夠做出小而平的超微盤電極是提高分辨率的關鍵所在,且足夠小的d與a能夠較快獲得探針穩態電流,同時要求絕緣層要薄,減小探針周圍的歸一化屏蔽層尺寸RG(RG=r/a,r為探針尖端半徑)值,以獲得更大的探針電流響應,儘可能保持探針端面與基底的平行,以正確反映基底形貌信息。
掃描電化學顯微鏡服務範圍
掃描電化學顯微鏡應用領域
(1)SECM最初被用於電極與電解質間界面的研究。如:探測表面形貌圖,對材料進行微加工,進行電化學動力學研究。而最後一項又包括探測電極的反應活性,異相電子轉移動力學,半導體的氧化還原過程,聚合物修飾電極形成過程的研究等。
(2)SECM用於電化學腐蝕現象的研究。
(3)SECM用於絕緣體的吸附/脱附現象和溶解過程的研究。