微小流体圧力駆動型走査型電気化学セル顕微鏡による長時間安定イメージング

WANG Zhiwu ,  

ZHUANG Jian ,  

NING Shaohui ,  

CHENG Lei ,  

ZHENG Qiangqiang ,  

摘要

複雑な形状の表面における走査型電気化学セル顕微鏡(SECCM)の電気化学活性イメージング能力を向上させ、プローブ先端の微小液滴の蒸発や結晶化を防ぐことで、長時間安定したイメージングを実現するために、ナノマイクロピペットプローブを用いた微小流体圧力駆動型スキャン電気化学イメージングシステムを構築した。プローブ先端開口部における微小液滴の流量補償および複雑な表面形状と電気化学活性の同期イメージングの信頼性について研究した。まず、微小流体圧力駆動による移液管プローブを用いたSECCMスキャンイメージングシステムを構築した。次に、移液管微小流体圧力駆動型プローブ検出の数値モデルを確立し、プローブ先端逆圧と先端の流体流量の関係を調査した。さらに、理論モデル解析に基づき、微小流体駆動の新手法を用いて、表面形状特徴が大きいガラス状炭素電極材料およびアルミ合金材料表面の高解像度形状と電気化学活性の同期イメージング能力を実験的に検証した。実験結果により、新手法は硬質材料表面(サンプル表面の起伏がプローブ開口径の20倍以上)において、長時間安定した電気化学イメージングを実現できることが示された。本システムの開発は、材料電気化学や金属材料の腐食研究に強力なツールを提供する。

关键词

走査型電気化学セル顕微鏡;局所高解像度;サイクリックボルタンメトリー測定;形状;電気化学活性

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