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讀完本文讓你從微區電化學(xué)顯微鏡入門(mén)到精通

更新時(shí)間:2021-09-14瀏覽:2026次
   微區電化學(xué)顯微鏡的應用為表面科學(xué)測量提供了一個(gè)新的途徑。探針是一種無(wú)接觸,無(wú)破壞性的儀器,可以用于測量導電的、半導電的,或涂覆的材料與試樣探針之間的功函差。這種技術(shù)是用一個(gè)振動(dòng)電容探針來(lái)工作的,通過(guò)調節一個(gè)外加的前級電壓可以測量出樣品表面和掃描探針的參比針尖之間的功函差。功函和表面狀況有直接關(guān)系的理論的完善使它成為一種很有價(jià)值的儀器,它能在潮濕甚至氣態(tài)環(huán)境中進(jìn)行測量的能力使原先不可能的研究變?yōu)楝F實(shí)。
  其具有高靈敏度,非破壞性,可進(jìn)行電化學(xué)活性測量的特點(diǎn).它可進(jìn)行線(xiàn)性或面掃描,研究局部腐蝕(如電蝕和應力腐蝕的產(chǎn)生,發(fā)展等),表面涂層及緩蝕劑的評價(jià)等方面的研究,掃描振動(dòng)探針是在液態(tài)腐蝕環(huán)境下,進(jìn)行腐蝕研究的有力工具,它能檢測小于5uA/cm2的原位腐蝕。
  微區電化學(xué)顯微鏡由雙恒電位儀/恒電流儀,三維定位裝置,和樣品/電解池架子組成。三維定位裝置采用步進(jìn)電機或者步進(jìn)電機與壓電晶體的組合,可允許50毫米的運行距離并達到納米的空間分辨。與采用的步進(jìn)電機相比,新的步進(jìn)電機的線(xiàn)性度和分辨率都明顯改善。步進(jìn)電機移動(dòng)平臺的分辨率可達4納米。在需要不斷調整定位器而達到電流控制或其它控制的情況下,可采用步進(jìn)電機與壓電晶體閉環(huán)控制定位器的組合,壓電晶體閉環(huán)控制定位器為XYZ三維空間。
  雙恒電儀集成了數字信號發(fā)生器和高分辨數據采集系統。電位范圍為±10V,電流范圍為±250mA。儀器的噪聲低,其電流測量可低于1pA。兩個(gè)工作電極的電位可單獨控制,也允許同步掃描或階躍。在保持低噪聲的條件下,速度大為提高。信號發(fā)生器的更新速率為10MHz,數據采集采用兩個(gè)同步16位高分辨低噪聲的模數轉換器,雙通道同時(shí)采樣的速率為1MHz。循環(huán)伏安法的掃描速度為1000V/s時(shí),電位增量?jì)H0.1mV,當掃描速度為5000V/s時(shí),電位增量為1mV。儀器增加了交流測量方法,如交流阻抗的測量頻率可達1MHz,交流伏安法的頻率可達10KHz。
  儀器還提供探頭掃描曲線(xiàn),探頭逼近曲線(xiàn)和表面成像處理。探頭可沿X,Y,或Z的方向掃描,探頭和工作電極的電位可獨立控制并分別測量?jì)蓚€(gè)通道的電流。當電流達到某一設定值時(shí),探頭會(huì )停止掃描。探頭逼近表面時(shí)采用PID控制,可自動(dòng)調節移動(dòng)步長(cháng)使得快速逼近但又避免探頭碰撞樣品表面。的其他特點(diǎn)還包括靈活的實(shí)驗控制,數據分析,并集成了三維圖形。微區電化學(xué)顯微鏡還允許多種常規電化學(xué)測量方法。
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