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SECM是基于显微技术的探针,测得的图像对比度可以显示所研究表面的局部电化学活性。传统电化学测试获得的是整个样品表面的平均信号,而采用SECM可以空间分解电化学特性,获得样品的局部特性。局部特性可以作为补充信息来帮助用户解释全局测量结果。
Bio-Logic的扫描电化学工作站M370和M470是较全面的微区电化学工作站,都包含了SECM模块。其中M470总共包含了9个模块,分别为扫描电化学显微系统(SECM)、交流扫描电化学显微系统(ac-SECM)、间歇接触扫描电化学显微系统(ic-SECM)、微区电化学阻抗测试系统(LEIS)、扫描振动电极测试系统(SVET)、电解液微滴扫描系统(SDS)、交流电解液微滴扫描系统(ac-SDS)、扫描开尔文探针测试系统(SKP)、非触式微区形貌测试系统(OSP)。而相较于M470,SECM150是一款新的便携式的、入门级的SECM设备。
图1 SECM150紧凑型扫描电化学显微镜
一、SECM简介
SECM 150 是一款价格低、分辨率高(<10 nm)、体积小的扫描系统,其小体积的特点尤其适用于手套箱工作。压电定位器搭载电容位置传感器,可以在整个扫描范围内提供10nm 的分辨率。集成的双恒电位仪,可以测量超低电流,分辨率达到6.1 fA。
(1) 如此紧凑,适用于手套箱!
实验室空间经常受限,尤其当实验需要严格的空气气氛控制时,对实验仪器的体积大小也有严格的要求。SECM150的设计尽可能紧凑,同时保持了高性能。其重量只有8kg,其尺寸适用于像手套箱一样狭小的环境。比如,PU51恒电位仪只有10cm长,61g重。其扫描台的尺寸也只有190*225*230mm。SECM150是目前市面上体积最小的SECM设备。
(2)超高分辨率<10nm扫描分辨率
SECM150的探针位置由3个压电扫描平台控制,扫描范围为200*200*100μm。每个坐标轴上的位置分辨率都低于10nm。Bio-Logic Pt超微探针有很多不同的尺寸,最小1μm。但是SECM150可以适用任何材料的更小的探针。恒电位仪具有较高的电流范围灵敏度100pA,分辨率6.1fA。SECM150的超高分辨率几乎可以满足所有的SECM测试。
(3) 快速扫描
SECM150在测试过程中,可每秒扫描20个离散点。这种快速扫描仪器可以用来研究时间变量系统。其扫描速率为200μm/s。例如,图2中为18min内测量了10000个点的数据。
图2 金样品在铁溶液中的测试结果
二、SECM150的应用
SECM150应用广泛,可用于研究材料表面的电化学反应。下面列举一些应用案例:
(1)电池
锂离子电池:LiCoO2糊电极分解的Li+的空间异质性。
锂离子电池:在操作条件下的固体电解质界面的形成和演化。
锂离子电池:分离器绝缘性能均匀性的研究。
锂空气电池:通过探针收集氧来判断氧在气体扩散电极上的传质阻力。
氧化还原流电池:集流器钝化的研究。
(2)腐蚀/涂层
测定金属合金中的粒子和相的电化学特性(夹杂物、金属间化合物颗粒、晶界、晶粒)。
研究金属合金的局部腐蚀机制。
特定防腐处理保护均匀性的演变。
(3)燃料电池与光催化
催化剂的空间分辨催化性能。
催化剂组成筛选。
(4)生物传感器
测试受体对探针产生的特定分子的反应性。
用探针的固定化技术测试局部产生的分子。
(5)基础电化学
导电基底上电子转移分布的研究。
金属款气象仪 水稻纹枯病测报仪 水稻纹枯病监测仪 纹枯病监测仪 纹枯病测报仪 稻瘟病测报仪 稻瘟病监测仪 稻蓟马测报仪 小麦蚜虫监测仪器 小麦蚜虫监测仪 小麦蚜虫测报仪 小麦黏虫在线监测系统 小麦黏虫测报仪 小麦黏虫监测仪 小麦赤霉病监测系统 小麦赤霉病测报仪 多功能雨量监测站 小麦条锈病测报仪 小麦条锈病在线监测系统 小麦条锈病监测仪器 玉米大斑病测报仪 玉米大斑病监测仪 玉米南方锈病测报仪 南方锈病测报仪 玉米南方锈病监测系统 二点委夜蛾测报仪 二点委夜蛾监测系统 遥感式路面状况传感器 气象苗情长势监测站 耕地虫情测报灯 森林气象火险监测站 森林防火监测预警系统 森林火险监测站 火险预警气象站 太阳辐射仪 总辐射记录仪 便携式太阳总辐射记录仪 太阳总辐射记录仪 太阳总辐射检测仪 压电式雨量计 压电雨量计 压电式雨量传感器 微型雨量传感器 智能雨量传感器 压电雨量传感器 压电动能式雨量计 一体化大气环境传感器 一体化负氧离子传感器 大气环境传感器 负氧离子传感器