扫描电化学显微镜(SECM)测试
简介
原理:将一根直径微米甚至纳米级的超微电极作为探针,在靠近样品表面的溶液中沿X、Y、Z方向进行精确扫描。通过在探针上施加电位,使溶液中的电活性物质发生氧化或还原反应,产生法拉第电流。当探针靠近导体样品时,反应产物在样品表面被逆向反应,循环回到探针,使电流增大,称为“正反馈”;当探针靠近绝缘样品时,电活性物质向探针的扩散受到物理阻碍,电流减小,称为“负反馈”。探针电流的大小与探针-样品间距及样品的电化学性质直接相关,由此可获得样品表面微区的电化学信息。
工作模式:
- 反馈模式:根据探针电流增强或减弱来判断基底是导体还是绝缘体,是SECM最基础的工作模式。
- 产生/收集模式:在探针(或基底)上产生电活性物质,然后在基底(或探针)上收集并检测,用于研究电极反应的中间产物或反应机理。
- 氧化还原竞争模式:探针与基底同时消耗溶液中的电活性物质,用于评估基底催化活性。
分析对象:金属、半导体、绝缘体、生物膜、活细胞、腐蚀涂层、能源材料等。
应用领域:电化学动力学研究(快速异相电子转移、催化活性位点表征);腐蚀科学(局部腐蚀机理、涂层缺陷检测);生物电化学(酶活性成像、活细胞代谢监测);能源材料(电池/燃料电池电极活性分布、催化剂评价);微纳加工(表面刻蚀、局部沉积)。