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柔性探針SECM vs. 間歇接觸(ic-)SECM
  • 發(fā)布時間 : 2017-04-21 16:29:00
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原理

柔性微電極探針是由Salazar[1]等人發(fā)展起來的,用來實現(xiàn)粗糙、傾斜、較大的基體在接觸模式下的SECM。先在聚乙烯對苯二酸酯薄膜中燒蝕一個微通道,然后用導(dǎo)電的碳墨填充。用聚合物膜固化碳軌道和疊片之后,切出V型針,從而形成探針。通過UV光切割或者刀片切割,露出碳軌道尖端的橫截面,拋光產(chǎn)生一個新月形的碳微電極[1]。



這些柔性探針壓在基體上時可以彎曲,這樣聚乙烯對苯二酸酯層一直通過彎曲接觸。這個聚乙烯對苯二酸酯層的厚度定義了基體和活性電極區(qū)域的固定工作距離。當(dāng)掃描粗糙表面時,探針的彎曲可以適應(yīng)形貌特征,因此可以不需要額外的電反饋系統(tǒng)(像AFM系統(tǒng)中)保持一個幾乎固定的工作距離,甚至可以提供那些太粗糙以至于無法AFM成像的表面的圖像[1]。




柔性探針與ic對比

優(yōu)點:

1. 只需要一個探針,而沒有反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng),這也就意味著基礎(chǔ)裝備便宜。

2. 可以用來研究柔性材料,如活細胞、有機材料。

3. 探針用作陣列的情況下,可以更快,但只能在一定程度上。

缺點:

1.如圖1所示,活性區(qū)域的尺寸比10μm探針更大,分辨率更低。在ic中,分辨率是探針的實際尺寸。

2.由于不用反饋調(diào)節(jié),只能保持一個幾乎固定的工作距離。在ic中可以保持一個準(zhǔn)確的恒定工作距離。

3.柔性探針不能測量形貌,因此不能像ic一樣來比較去除形貌數(shù)據(jù)的特性。

4. 電極不是盤狀的,所以解析近似值不能用來描述逼近曲線中電流和距離之間的關(guān)系。

5.由于hp值更負(圖3),電極更彎,橫向配準(zhǔn)轉(zhuǎn)變更大,需要校正。這就意味著可以解除的實際形貌數(shù)量是有限的,而在ic中,沒有限制。

6.掃描不同樣品形貌,探針有不同的彎曲,這會改變探針與樣品的距離而降低橫向分辨率(在x軸和y軸)。

7.探針的彎曲對氧化還原介質(zhì)的擴散產(chǎn)生屏蔽作用,對SECM技術(shù)有抑制作用。SECM技術(shù)要求擴散只受樣品和探針的理想對稱玻璃外殼的影響。

8. 邊緣效應(yīng)極其明顯。

9.響應(yīng)依賴于掃描方向,與AFM的接觸模式類似。

10.當(dāng)掃描一個帶凹槽的均勻表面時,電化學(xué)響應(yīng)依賴于樣品形貌。在ic中,電化學(xué)響應(yīng)不受或很少受形貌影響。


參考文獻

[1] Cortes-Salazar, F.; Traeuble, M.; Li, F.; Busnel, J.-M.; Gassner, A.; Hojeij, M.; Wittstock, G.; Girault, H. H. Anal. Chem. 2009, 81, 6889.

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