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扫描电化学显微镜,法如三维激光扫描仪

  • 化学
  • 2025-01-31

扫描电化学显微镜?1. 扫描电化学显微镜(SECM)最初的应用领域集中在电极与电解质界面的研究。这项技术能够实现表面形貌的探测,促进材料的精确微加工,并用于电化学动力学的研究。具体而言,SECM能够探测电极的反应活性、异相电子转移动力学、半导体的氧化还原过程,以及聚合物修饰电极的形成过程等。那么,扫描电化学显微镜?一起来了解一下吧。

扫描电化学显微镜原理

(1)SECM最初被用于电极与电解质间界面的研究。如:探测表面形貌图,对材料进行微加工,进行电化学动力学研究。而最后一项又包括探测电极的反应活性,异相电子转移动力学,半导体的氧化还原过程,聚合物修饰电极形成过程的研究等。

(2)SECM用于电化学腐蚀现象的研究。

(3)SECM用于绝缘体的吸附/脱附现象和溶解过程的研究。

(4)随着SECM研究的深入,它所研究的界面和过程的种类也大大增加,如 液/液界面,液/气界面,液/固界面以及重要的生物过程。

高光谱成像系统

扫描电镜主要是电子束照射到样品后的二次电子成像,透射电镜的明场像是透射电子成像。

电子显微镜简称电镜,英文名Electron Microscope(简称EM)经过五十多年的发展已成为现代科学技术中不可缺少的重要工具。

电子显微镜由镜筒、真空装置和电源柜三部分组成。

镜筒主要有电子源、电子透镜、样品架、荧光屏和探测器等部件,这些部件通常是自上而下地装配成一个柱体。

电子透镜用来聚焦电子,是电子显微镜镜筒中最重要的部件。一般使用的是磁透镜,有

时也有使用静电透镜的。它用一个对称于镜筒轴线的空间电场或磁场使电子轨迹向轴线弯曲形成聚焦,其作用与光学显微镜中的光学透镜(凸透镜)使光束聚焦的作用是一样的,所以称为电子透镜。光学透镜的焦点是固定的,而电子透镜的焦点可以被调节,因此电子显微镜不象光学显微镜那样有可以移动的透镜系统。现代电子显微镜大多采用电磁透镜,由很稳定的直流励磁电流通过带极靴的线圈产生的强磁场使电子聚焦。电子源是一个释放自由电子的阴极,栅极,一个环状加速电子的阳极构成的。阴极和阳极之间的电压差必须非常高,一般在数千伏到3百万伏特之间。它能发射并形成速度均匀的电子束,所以加速电压的稳定度要求不低于万分之一。

扫描电子显微镜SEM

SECM的一般工作原理是:当探针(常为超微圆盘电极,UMDE)与基底同时浸入含有电活性物质 O的溶液中,在探针上施加电位(ET)使发生还原反应。当探针靠近导电基底时,其电位控制在氧化电位,则基底产物可扩散回探针表面使探针电流增大;探针离样品的距离越近,电流就越大。这个过程则被称为“正反馈”。当探针靠近绝缘基底表面时,本体溶液中O组分向探针的扩散受到基底的阻碍,故探针电流减小;且越接近样品,iT越小。这个过程常被称作“负反馈”。

通常SECM工作时采用电流法。固定探针与基底间距对基底进行二维扫描时,探针上电流变化将提供基底的形貌和相应的电化学信息。SECM也可工作于“恒电流”状态,即恒定探针电流,检测探针z向位置变化以实现成像过程。SECM的分辨率主要取决于探针的尺寸和形状及探针与基底间距(d)能够做出小而平的超微盘电极是提高分辨率的关键所在,且足够小的d与a能够较快获得探针稳态电流,同时要求绝缘层要薄,减小探针周围的归一化屏蔽层尺寸RG(RG=r/a,r为探针尖端半径)值,以获得更大的探针电流响应,尽可能保持探针端面与基底的平行,以正确反映基底形貌信息。

通常SECM工作时采用电流法,SECM也可工作于“恒电流”状态,即恒定探针电流,检测探针z向位置变化以实现成像过程。

扫描电化学池显微镜SECCM

1. 扫描电化学显微镜(SECM)最初的应用领域集中在电极与电解质界面的研究。这项技术能够实现表面形貌的探测,促进材料的精确微加工,并用于电化学动力学的研究。具体而言,SECM能够探测电极的反应活性、异相电子转移动力学、半导体的氧化还原过程,以及聚合物修饰电极的形成过程等。

2. SECM也被应用于电化学腐蚀现象的研究。

3. 该技术同样用于绝缘体的吸附/脱附现象和溶解过程的研究。

4. 随着SECM研究的不断深入,其应用范围也扩展到了更多种类的界面和过程。这包括液/液界面、液/气界面、液/固界面,以及涉及生物过程的重要界面。

heka电化学扫描显微镜

揭开扫描电子显微镜(SEM)的神秘面纱

在探索材料世界的征途中,掌握表征技术至关重要。通过对学习资料的深入整理与提炼,我希望能为你揭示SEM的奥秘,让你在学习过程中少走弯路。虽然一些理论细节将略去,但核心原理将清晰呈现,帮助你深入理解。本文已收录于《材料分析与表征合集》系列,期待你对知识的热爱和收藏。

SEM的精密构造与运作

扫描电子显微镜由电源、真空系统、电子光学系统和信号收集显示系统构成,每一部分都不可或缺。首先,为何真空至关重要?电子束在大气中会快速氧化,因此SEM操作时必须在真空环境中,以保护电子枪。同时,真空环境还能延长电子的自由行程,提升成像效果。

电子枪是SEM的灵魂,它通过高电压产生电子束。目前,常用的热阴极电子枪如钨丝,成本低廉,对真空度要求不高,但发射效率低,聚焦效果受限。高等级设备则采用LaB6或场发射枪,提供更高分辨率,但对真空度要求极高。

背后的科学原理与测试方式

SEM通过电子束激发样品,收集二次电子或背散射电子,经过信号处理后,转化为图像。每个样品点的信号强度与显像管亮度精确对应,揭示了表面细节与成分信息。

以上就是扫描电化学显微镜的全部内容,扫描电镜主要是电子束照射到样品后的二次电子成像,透射电镜的明场像是透射电子成像。电子显微镜简称电镜,英文名Electron Microscope(简称EM)经过五十多年的发展已成为现代科学技术中不可缺少的重要工具。电子显微镜由镜筒、真空装置和电源柜三部分组成。镜筒主要有电子源、电子透镜、样品架、。

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