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点击次数:1083 发布时间:2016-06-08
    电化学显微镜促进了工业经济的发展
    电化学显微镜可用于研究导体和绝缘体基底表面的几何形貌;固/液、液/液界面的氧化还原活性;电化学显微镜分辨不均匀电极表面的电化学活性;研究微区电化学动力学、研究生物过程及对材料进行微加工。电化学显微镜是显微镜的一种。基于电化学原理工作,电化学显微镜可测量微区内物质氧化或还原所给出的电化学电流。电化学显微镜利用驱动非常小的电极(探针)在靠近样品处进行扫描,样品可以是导体、绝缘体或半导体,从而获得对应的微区电化学和相关信息,目前可达到的zui高分辨率约为几十纳米。
    电化学显微镜相关特点:
    步进马达与压电材料的结合带来超快响应与超高精度
    电化学显微镜基于原位解码器的位置控制
    电化学显微镜可执行大范围扫描
    计算机全程控制;双恒电位仪由软件控制施加探针和样品的电信号
    电化学显微镜具有定位系统、双恒电位仪自动校准功能,便于使用
    闭环解码器控制的步进马达实现对探针空间位置的 纳米级定位
    闭环压电材料进一步提高探针在Z轴的定位能力
    时间、位置及探针、样品的电化学响应等参数由速度位置传感器一体化控制
    带有自动斜率补偿的2D线性扫描
    自由编程进行3D空间扫描
    多种高精度的定位系统可供选择
    电化学显微镜的一般工作原理是:当探针(常为超微圆盘电极,UMDE)与基底同时浸入含有电活性物质 O的溶液中,在探针上施加电位(ET)使发生还原反应。当探针靠近导电基底时,其示意图
    电位控制在氧化电位,则基底产物可扩散回探针表面使探针电流增大;探针离样品的距离越近,电流就越大。这个过程则被称为"正反馈"。当探针靠近绝缘基底表面时,本体溶液中O组分向探针的扩散受到基底的阻碍,故探针电流减小;且越接近样品,iT越小。这个过程常被称作"负反馈"。
    通常电化学显微镜工作时采用电流法。固定探针与基底间距对基底进行二维扫描时,探针上电流变化将提供基底的形貌和相应的电化学信息。电化学显微镜也可工作于"恒电流"状态,即恒定探针电流,检测探针z向位置变化以实现成像过程。电化学显微镜的分辨率主要取决于探针的尺寸和形状及探针与基底间距(d)能够做出小而平的超微盘电极是提高分辨率的关键所在,且足够小的d与a能够较快获得探针稳态电流,同时要求绝缘层要薄,减小探针周围的归一化屏蔽层尺寸RG(RG=r/a,r为探针半径)值,以获得更大的探针电流响应,尽可能保持探针端面与基底的平行,以正确反映基底形貌信息。通常电化学显微镜工作时采用电流法,电化学显微镜也可工作于"恒电流"状态,即恒定探针电流,检测探针z向位置变化以实现成像过程。电化学显微镜也可采用离子选择性电极进行电位法实验。
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