扫描电化学显微镜原理
.拉挤模具
扫描电化学显微镜（SECM）是一种测量样品在溶液中局部电化学活性的扫描探针技术。反馈模式是最常见的SECM形式，测量与样品相互作用的氧化还原介质的法拉第电流，引起固有的化学选择性。 甲基丙烯酸烯丙酯SECM是A.J.Bard[1]在1989年提出的，它是基于先前的工作，证明了从有偏压的大电极扩散的电活性物种可以通过其扩散层内的微电极进行测量[2]。在这项工作的基础上，研究表明，当探针靠近样品时，即使没有偏压样品，与溶液中氧化还原介质相互作用的偏压探针所测得的信号也会受到影响，并且也会受到接近绝缘样品的影响。此外，SECM测量的信号取决于探针和样品之间的距离。扫描电化学显微镜利用这种现象来描绘样品的电化学活性和形貌。蚊帐 圆顶
自引入和商业化以来，SECM已成为最流行的扫描探针电化学技术。最初引入的直流（dc）SECM形式所提供的灵活性仅在近年来通过引入交流（ac）SECM和一些恒定距离S
ECM模式而得到扩展。虽然本文只考虑最简单的SECM形式，即仅探针有偏压的反馈模式，但有关其他SECM类型的更多信息，可以在我们的网站中到。
2.SECM技术是如何工作的？
在SECM中，超微电极（UME）探针在已知电位下偏压，保持在样品附近以测量由于电化学活性物质（氧化还原介质）在间隙中扩散并在UME处被还原或氧化而产生的法拉第电流。测得的法拉第电流反映了样品的电化学活性。在最简单的SECM反馈模式中，样品在开路电位（OCP）下保持无偏压。
SECM的UME探针是该技术的关键工作原理。在SECM中，通常使用25微米或更小的直径。当使用UME时，会发生半球向电极的扩散，并且探针在电解质中测得的稳态电流由氧化还原物质向UME探针的扩散确定。
双电源自动切换装置其中iss是稳态电流，n是转移的电子数，F是法拉第常数，单位为C mol-1，D是扩散系数，单位为cm2s-1，C是体积浓度，单位为mol cm-3，r是UME的半径，单位为cm。该方程表明，测量电流与氧化还原介质的浓度直接相关。连续供墨系统
当偏压的UME探针与绝缘样品接近时，出现负反馈，氧化还原介质向探针的扩散受阻，如图2所示。这导致探针测得的氧化还原介质浓度较低，因此测得的电流比溶液中的电流低。当SECM探针位于导电样品上方时，样品充当双极电极，即使没有偏压，也可以循环探针下方区域的氧化还原介质，如图3所示，并局部达到能斯特平衡电位。这种介质循环导致探针检测到的介质浓度局部增加，进而导致测量电流增加。
装备偏移
随着探针到绝缘样品间隙的减小，介质扩散受阻的程度增加。这导致绝缘体上探针到样品的距离减小时，电流的绝对值减小。另一方面，随着探针到导电样品间隙的减小，来自样品的正反馈增加，导致导体上探针到样品的距离减小时，电流的绝对值增加。图4中对比了这些响应。通过比较可以看出，两种样品性质对扫描电化学显微镜测量的信号有影响：（1）样品活性；（2）样品形貌。如果考虑两种不同的样品类型，一种是具有高低形貌变化的均匀绝缘样品，另一种是具有非均匀活性的完全平坦样品，则可以进一步证明这些不同的对比度。这两种样品类型都会显示SECM探针信号的变化，但原因不同。当测量具有高低形貌变化的均匀绝缘样品时，探针到样品的距离在整个测量过程中发生变化。这导致由于绝缘体处的负反馈而使电流信号绝对值高于谷值，低于峰值，如图5所示。对于具有活性变化的完全平坦样品，还可以看到电流信号的波动。在这种情况下，探针到样品的距离
在整个测量过程中保持不变，因为探针从正反馈区域移动到负反馈区域，反之亦然，所测量的电流变化，在最活跃区域的电流的绝对值更高，如图6所示。因此，对于非常粗糙的样品，控制探针到样品的距离进行SECM测量是有益的。有许多方法可以实现恒定距离的SECM，尽管本文不讨论这些方法。
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