Temperatur-variable elektrochemische Tunnelmikroskopie

Das Funktionsprinzip des elektrochemischen Rastertunnelmikroskops (EC-RTM) [1,2unterscheidet sich von dem des Rastertunnelmikroskops durch seine Anwendung innerhalb einer elektrochemischen Zelle. Die Grafik zeigt den prinzipiellen Aufbau eines ES-RTMs: Die RTM-Spitze taucht während der Bildaufnahme in eine mit Elektrolyt gefüllte elektrochemische Zelle ein. Die zu untersuchende Probe ist die Arbeitselektrode („working electrode“ WE) der Zelle. Referenz- (RE) und Gegenelektrode („counter electrode“ CE) kontrollieren die elektrochemischen Prozesse innerhalb der Zelle während der Bildaufnahme. Aufgrund der angelegten Tunnelspannung an der RTM-Spitze handelt es sich bei der elektrochemischen Zelle in einem EC-RTM im Gegensatz zu herkömmlichen Zellen nicht um eine 3-, sondern um eine 4-Elektrodenanordnung, die durch einen Bipotentiostaten kontrolliert wird.

Principle-EC-STM.jpg

Elektrochemische (Faradaysche) Ströme an der Tunnelspitze im Bereich von typischerweise µA, die den Regelstrom an der Tunnelbarriere (pA bis nA) stören, werden durch einen speziellen Spitzenüberzug verhindert [3].

Am PGI-6 steht uns ein modifiziertes, temperatur-variables Topometrix Discoverer TMX 2010 EC-RTM zur Verfügung [5,6,7].

[1] R. Sonnenfeld, P.K. Hansma, EC STM, Science, 232 (1986) 211.

[2] H. Liu, F.F. Fan, C.W. Lin, A.J. Bard, EC STM, J. Am. Chem. Soc., 108 (1986) 3838.

[3] C.E. Bach, R.J. Nichols, W. Beckmann, H. Meyer, A. Schulte, J.O. Besenhard, P.D. Jannakoudakis, Electrophoretic paint, J. Electrochem. Soc., 140 (1993) 2181

[5] M. Giesen, S. Baier, Atomic transport processes on electrodes in liquid environment, J. Phys. Condens. Matter, 13 (2001) 5009.

[6] S. Baier, M. Giesen, Activation energy for Ag dissolution on Ag(111) electrodes in sulforic acid, Phys. Chem. Chem. Phys., 2 (2000) 3675.

[7] M. Giesen, Step and Island Dynamics at the solid/vacuum and the solid/liquid Interface, Prog. Surf. Sci., 68 (2001) 1.

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Letzte Änderung: 04.04.2022