扫描电化学显微镜的基本原理与应用_尹其和.pdf

( 、 ) 中山大学研究生学刊 自然科学 医学版 32 2 JOURNAL OF THE GRADUATES VOL. 32№2 第 卷第 期 2011 SUN YAT-SEN UNIVERSITY (NATURAL SCIENCES 、MEDICINE) 2011 * 扫描电化学显微镜的基本原理与应用 尹其和 (中山大学化学与化工学院) 【 】 (SECM) ， 内容提要 本文回顾了扫描电化学显微镜 的发展历史 阐明了其 ， ， 。 SECM 基本原理 综述了其应用 展望了其发展前景 对从事 研究工作的人员 具有一定参考价值。 【 】 ; ; ; ; 关键词 扫描电化学显微镜 电化学 探头 原理 应用 1 SECM 的发展简史 1981 年宾宁 (G． Binnig)和罗雷尔 (H． Rohrer)发明了扫描隧道显微镜 (STM)。 。 它基于量子力学的隧道效应和三维扫描的原理设计而成 原子尺度的针尖在不到一个纳 ， ， (2mV ～ 2V)， 米的高度上扫描样品时 此处电子云重叠 外加一电压 针尖与样品之间 ， 。 产生隧道效应而有电子逸出 形成隧道电流 电流强度和针尖与样品间的距离有函数关 ， ， ， 系 当探针沿物质表面按给定高度扫描时 因样品表面原子凹凸不平 使探针与物质表 ， 。 面间的距离不断变化 从而引起电流不断改变 将电流的这种改变图像化即可显示出原 。STM ， 0. 1 ～ 0. 2nm ， 0. 00 1nm ［1］。 子水平的凹凸形态 的分辨率很高 横向为 纵向可达 、 。 ， 。 可观察固态 液态和气态样品 但它要求样品非绝缘性 这限制了它的广泛应用 随后于1985 年，Binnig 与Quate 发明了原子力显微镜 (AFM)。它利用探针针尖和 ， 待测试样之间范德华作用力的强弱得知样本表面的起伏高低和几何形状 且导体和非导 ， STM 。AFM ， 体试样均可测试 这解块了 在材料上的限制 的发明 引起许多扫描探针显 ， : (SNOM) (PSTM)， 微镜的发展 如 扫描近场