安培型SECM 工作原理:

当探针(常为超微圆盘电极,UMDE)与基底同时浸入电活性物质O的溶液中,在探针上施加电位(ET)使O发生还原反应,

当探针靠近导电基底时,其电位控制在R氧化电位,则基底产物O可扩散回探针表面使探针电流iT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iT减小;且越接近样品,iT越小。这个过程被称作"负反馈"。当探针原理基底时,正负反馈均可忽略,此时微探针电流(iT)为常规微电极稳态电流,

式中F为法拉第常数,CO为O的本体浓度,DO为O的扩散系数,a为探针电极半径,为电极反应转移的电子数。通常SECM工作时采用电流法。SECM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。 也可采用离子选择性电极进行电位法实验。

 

安培型SECM 工作模式

安培型SECM是以电化学原理为基础的一种扫描探针新技术,有多种不同的操作模式:

(1) 反馈模式Feedback Mode(SECM试验中最常用)

(2) 收集模式(Generation/collection Mode)

(3) 穿透模式(Penetration Mode)

(4) 离子转移反馈模式(Ion transfer Mode)

(5) 平衡扰动模式(Equilibrium perturbation Mode)

(6) 电位测定模式(Potentionmetric detect Mode)


SECM 工作模式原理示意图

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