Сканирующая электрохимическая микроскопия - Scanning electrochemical microscopy

"SECM" перенаправляется сюда. Для органа финансового регулирования см. Комиссия по ценным бумагам и биржам Мьянмы.

Сканирующая электрохимическая микроскопия (SECM) - техника в более широком классе сканирующая зондовая микроскопия (SPM), который используется для измерения локального электрохимический поведение границ раздела жидкость / твердое тело, жидкость / газ и жидкость / жидкость.[1][2][3][4][5] Первоначальная характеристика метода была предоставлена ​​электрохимику Техасского университета, Аллен Дж. Бард, в 1989 году.[6]С тех пор теоретические основы созрели, чтобы позволить широко использовать этот метод в химии, биологии и материаловедении. Электрохимические сигналы с пространственным разрешением могут быть получены путем измерения тока на ультрамикроэлектрод (UME) наконечник как функция точного положения наконечника на интересующей области подложки. Интерпретация сигнала SECM основана на концепции ограниченного диффузией Текущий.[7] Двумерный растровое сканирование информация может быть собрана для создания изображений поверхностной реактивности и химическая кинетика.

Этот метод дополняет другие методы определения характеристик поверхности, такие как поверхностный плазмонный резонанс (SPR),[8]электрохимическая сканирующая туннельная микроскопия (ESTM),[9] и атомно-силовая микроскопия (АСМ)[10] при допросе различных межфазных явлений. Помимо урожайности топографический информации, SECM часто используется для исследования поверхностной реакционной способности твердотельных материалов, электрокатализатор материалы, ферменты и другие биофизический системы.[11]SECM и вариации этого метода также нашли применение в микротехнология, поверхностный рисунок и микроструктурирование.[12]

История

Появление ультрамикроэлектроды (UMEs) около 1980 года сыграло решающую роль в разработке чувствительных электроаналитических методов, таких как SECM. UME, использованные в качестве зондов, позволили изучить быстрые или локальные электрохимические реакции. Первый эксперимент, подобный SECM, был проведен Энгстремом в 1986 году для прямого наблюдения профилей реакции и короткоживущих промежуточных продуктов.[13] Одновременные эксперименты Аллена Дж. Барда с использованием электрохимического сканирующего туннельного микроскопа (ESTM ) продемонстрировал ток на больших расстояниях между зондом и образцом, что несовместимо с электронное туннелирование. Это явление было приписано Фарадеевское течение, побуждающий к более тщательному анализу с помощью электрохимической микроскопии.[14] Теоретическая основа была представлена ​​в 1989 году Бардом, где он также ввел термин сканирующая электрохимическая микроскопия. В дополнение к простым режимам сбора данных, которые использовались в то время, Бард проиллюстрировал широко распространенную полезность SECM, реализовав различные режимы обратной связи.[6] По мере развития теоретической базы количество ежегодных публикаций, связанных с SECM, неуклонно увеличивалось с 10 до примерно 80 в 1999 году, когда стал доступен первый коммерческий SECM.[15] SECM продолжает набирать популярность благодаря теоретическим и технологическим достижениям, которые расширяют экспериментальные режимы, расширяя область применения подложек и повышая чувствительность.[16]

Принцип работы

Электрический потенциал регулируется через наконечник UME в объемном растворе, содержащем редокс-активную пару (например, Fe2+/ Fe3+). При приложении достаточно отрицательного потенциала (Fe3+) сводится к (Fe2+) на наконечнике UME, генерируя ток, ограниченный диффузией.[13] Установившийся ток определяется потоком окисленных частиц в растворе на диск UME и определяется выражением:

куда яТ, ∞ - ток, ограниченный диффузией, п - количество электронов, перенесенных на острие электрода (O + пе− → R), F является Постоянная Фарадея, C это концентрация окисленных частиц в растворе, D это коэффициент диффузии и а - радиус диска UME. Чтобы исследовать интересующую поверхность, наконечник перемещают ближе к поверхности и измеряют изменения тока.

Существуют два преобладающих режима работы: режим обратной связи и режим генерации сбора.

Режим обратной связи

Режим обратной связи и кривая подхода

В большом растворе окисленные частицы восстанавливаются на наконечнике, создавая установившийся ток, который ограничивается полусферической диффузией. Когда наконечник приближается к проводящей подложке в растворе, восстановленные частицы, образующиеся на наконечнике, окисляются на проводящей поверхности, что приводит к увеличению тока наконечника и созданию регенеративной «положительной» петли обратной связи.[6] Противоположный эффект наблюдается при исследовании изолирующих поверхностей, поскольку окисленные частицы не могут быть регенерированы, а диффузия к электроду подавляется в результате физического препятствия, когда наконечник приближается к подложке, создавая «отрицательную» петлю обратной связи и уменьшая ток наконечника. Дополнительным параметром, который следует учитывать при зондировании изолирующих поверхностей, является диаметр оболочки электрода, рграмм, так как это способствует физическому препятствованию диффузии.

Изменение тока наконечника в зависимости от расстояния d можно построить как «кривую подхода», как показано.

Из-за того, что измерения SECM зависят от скорости, он также используется для изучения кинетики переноса электрона.[17]

Режимы генерации коллекции

Другой используемый режим работы - это создание наконечника / сбор подложки (TG / SC). В режиме TG / SC наконечник удерживается под потенциалом, достаточным для возникновения электродной реакции и «образования» продукта, в то время как подложка удерживается под потенциалом, достаточным для того, чтобы электродный продукт реагировал с подложкой или «собирался» ею. .[6] Обратным к этому методу является создание субстрата / сбор наконечника (SG / TC), где субстрат действует, чтобы генерировать частицы, которые измеряются на наконечнике. Варианты TG / SC и SG / TC также относятся к категории «прямых» режимов.[7]

Генерируются два тока: ток наконечника, яТ, а ток подложки яS. Поскольку субстрат обычно намного больше наконечника, эффективность сбора яS/яТ, равно 1, если во время переноса частиц, образующихся на конце, на субстрат не происходит никаких реакций. Как расстояние между наконечником и подложкой, d, уменьшается, эффективность сбора, яS/яТ, подходы 1.

Переменный ток (ac) -SECM

В ac-SECM к смещению постоянного тока датчика SECM применяется синусоидальное смещение, позволяющее измерить импеданс образца, как в случае спектроскопия электрохимического импеданса.[18] В отличие от методов dc-SECM, ac-SECM не требует использования окислительно-восстановительного посредника. Это особенно полезно для измерений, когда окислительно-восстановительный медиатор может влиять на химию изучаемой системы.[19] Примеры включают коррозия исследования, в которых окислительно-восстановительный медиатор может действовать, подавляя или увеличивая скорость коррозии, и биологические исследования, в которых окислительно-восстановительный медиатор может быть токсичным для живая клетка в стадии изучения.

В ac-SECM измеренная реакция обратной связи зависит как от типа образца, так и от условий эксперимента.[20] Когда образец является изолирующим, измеренное сопротивление всегда будет увеличиваться с уменьшением расстояния между зондом и образцом. Однако это не относится к проводящему образцу. Для проводящего образца, измеренного в электролите с высокой проводимостью или измеренного при низкой частоте переменного тока, уменьшение расстояния между зондом и образцом приведет к увеличению импеданса. Однако, если проводящий образец измеряется в электролите с низкой проводимостью или с высокой частотой переменного тока, уменьшение расстояния между зондом и образцом приведет к более низкому измеренному импедансу.

Сканирование электродов SECM в режиме постоянной высоты

SECM изображения

Изменения тока в зависимости от расстояния между наконечником электрода и поверхностью подложки позволяют отображать изолирующие и проводящие поверхности для получения информации о топологии и реактивности, перемещая наконечник по поверхности и измеряя ток наконечника.

Наиболее распространенным режимом сканирования является режим постоянной высоты,[7] где высота острия неизменна и сканируется по поверхности в плоскости x-y. В качестве альтернативы возможны измерения постоянного расстояния, которые изменяют положение по оси z, чтобы поддерживать расстояние между зондом и образцом, когда зонд сканируется по поверхности в плоскости x-y. Измерение постоянного расстояния может быть основано на электрическом сигнале, как в случае режима постоянного тока,[7] где устройство пытается поддерживать постоянный ток, изменяя расстояние от подложки до кончика, d, и запись изменения в d. Механический сигнал также можно использовать для управления расстоянием от зонда до образца. Примеры этого - прерывистый контакт (ic) -SECM[21] и усилие сдвига[22] методы, которые используют изменения в вибрации зонда для поддержания расстояния между зондом и образцом.

Пространственное разрешение зависит от радиуса наконечника, расстояния от подложки до наконечника, точности электроники и других факторов.

Приборы

Схема основных устройств, участвующих в большинстве экспериментов SECM. Экспериментальное управление осуществляется посредством манипуляций с пьезоконтроллером и потенциальным программатором, а данные собираются с помощью бипотенциостата.

Ранние модели SECM были созданы исключительно отдельными лабораторными группами из набора общих компонентов, включая потенциостат (или бипотенциостат) и потенциальный программатор, усилитель тока, пьезоэлектрический позиционер и контроллер, компьютер и UME.[4] Многие эксперименты SECM очень специфичны по своей природе, и собственная сборка SECM остается обычным явлением. Разработка новых технологий для надежного нанопроизводства электродов была в центре внимания литературы из-за нескольких явных преимуществ, включая высокие скорости массопереноса и низкие уровни адсорбции реагентов в кинетических экспериментах.[23][24] Кроме того, улучшенное пространственное разрешение, обеспечиваемое уменьшенным размером наконечника, расширяет область исследований SECM на более мелкие и быстрые явления. Следующие ниже методы содержат краткое изложение технологий изготовления в быстро развивающейся области.

Подготовка электродов

(А) Схема ультрамикроэлектрода. Открытый металл - активная часть электрода. (B) Оптическая микрофотография иглы. Платиновый провод (оранжевый) заключен в стеклянную оболочку.

В датчиках SECM в качестве материала активной сердцевины используется платина, однако использовались углерод, золото, ртуть и серебро.[25] Типичное приготовление микромасштаб электрод выполняется термосваркой из микропровода или углеродное волокно в стеклянном капилляре под вакуум. Этот наконечник можно подключить к медному электроду большего размера с помощью серебра. эпоксидная смола затем отполировали до получения заостренного наконечника. Нанофабрикация электродов может выполняться травление металлическая проволока с цианидом натрия и гидроксидом натрия. Затем протравленную металлическую проволоку можно покрыть воском, лаком, расплавить. парафин или стекло, поли (a-метилстирол), полиимид,[26]электрополимеризованный фенол и электрофоретическая краска.[27] Наконечники, изготовленные этими методами, имеют коническую форму, однако наконечники в форме диска могут быть получены путем микропипетка вытягивание стеклянных герметизированных электродов. Наноразмерные электроды позволяют проводить эксперименты с высоким разрешением биологических характеристик субмикронного масштаба или анализа отдельных молекул. Эксперименты по «проникновению», в которых наконечник вставляется в микроструктуру (например, тонкую полимерную пленку с фиксированными окислительно-восстановительными центрами) для исследования кинетических и концентрационных параметров, также требуют использования электродов наноразмерного размера.[28] Однако микроэлектроды остаются идеальными для количественных кинетических экспериментов и экспериментов в режиме обратной связи из-за их увеличенной площади поверхности.

Модификация электродов вышла за рамки размерного параметра. Зонды SECM-AFM могут действовать как датчик силы и как электрод благодаря использованию сплющенной протравленной металлической проволоки, покрытой электрофоретической краской. В этой системе сплющенный провод действует как гибкий консоль для измерения силы, действующей на образец (AFM), когда проволочный электрод измеряет ток (SECM).[2] Точно так же функциональность SECM может быть придана стандартным зондам AFM путем распыления на поверхность проводящего металла или фрезерования изолированного наконечника с сфокусированный ионный пучок (FIB). Электронно-лучевая литография также было продемонстрировано воспроизводимое создание зондов SECM-AFM с использованием кремниевых пластин.[29] Производители зондов AFM, такие как Scuba Probe Technologies, производят зонды SECM-AFM с надежными электрическими контактами для работы с жидкостями.[30]

Изображения химической среды, которые отделены от локальных топографий, также желательны для изучения больших или неровных поверхностей. «Мягкие щупы» были недавно разработаны путем заполнения микропроцессорной дорожки на листе полиэтилентерефталата проводящей углеродной краской. При ламинировании полимерной пленкой образовывалась V-образная игла, на которой был вырезан угольный наконечник. Гибкость, присущая конструкции датчика, обеспечивает постоянный контакт с подложкой, изгибающей датчик. При перемещении по образцу изгиб зонда учитывает топографические различия в подложке и обеспечивает квазипостоянное расстояние от наконечника до подложки, d.[31]

Датчики Micro-ITIES представляют собой еще один тип специальных датчиков, в которых используется интерфейс между двумя растворами несмешивающихся электролитов (ИТИ ). Эти наконечники имеют коническую пипетку, содержащую раствор, содержащий металлический противоэлектрод, и используются для измерения событий переноса электронов и ионов при погружении во вторую несмешивающуюся жидкую фазу, содержащую противоэлектрод сравнения.[1]

Часто зондирование границ раздела жидкость / жидкость и воздух / жидкость с помощью SECM требует использования подводного электрода.[32] В этой конфигурации электрод имеет форму крючка, где электрод можно перевернуть и погрузить в слой жидкости. Наконечник UME направлен вверх и может располагаться непосредственно под поверхностью раздела жидкость / жидкость или воздух / жидкость. Часть электрода, проходящая через межфазную область, электрически изолирована, чтобы предотвратить косвенные межфазные возмущения.

Увеличение сложности электродов вместе с уменьшением их размеров вызвало необходимость в методах определения характеристик с высоким разрешением. Сканирующая электронная микроскопия (SEM), циклическая вольтамперометрия (CV), и измерения кривой подхода SECM часто применяются для определения размеров и геометрии изготовленных зондов.

Потенциостат

Потенциостат смещает и измеряет напряжение с помощью стандартной трехэлектродной системы вольтамперометрия эксперименты. UME действует как рабочий электрод прикладывать контролируемый потенциал к подложке. В вспомогательный электрод (или противоэлектрод) действует для уравновешивания тока, генерируемого на рабочем электроде, часто в результате окислительно-восстановительной реакции с растворителем или поддерживающим электролитом. Напряжение, измеренное с учетом четко определенного понижающего потенциала электрод сравнения, хотя сам этот электрод не пропускает никакого тока.

Позиционеры и переводчики

SECM использует многие из тех же компонентов позиционирования, которые доступны для других методов определения характеристик материалов. Точное позиционирование между зондом и образцом является важным фактором, дополняющим размер зонда. Положение зонда относительно заданной точки на поверхности материала в направлениях x, y и z обычно контролируется двигателем для грубого позиционирования, соединенным с пьезоэлектрический двигатель для более точного контроля. В частности, системы могут иметь червячный двигатель который управляет грубым позиционированием с дополнительным управлением по оси z, управляемым пьезотталкивателем PZT. Шаговые двигатели с пьезоблочным позиционером XYZ или регулятор с обратной связью системы также использовались.[15]

Приложения

SECM использовался для исследования топографии и поверхностной реакционной способности твердотельных материалов, отслеживания кинетики растворения ионных кристаллов в водной среде, анализа электрокаталитических перспектив, выяснения ферментативной активности и исследования динамического переноса через синтетические / природные мембраны и другие биофизические системы. Ранние эксперименты были сосредоточены на этих границах раздела твердое тело / жидкость и характеризации типичных электрохимических систем на основе растворов с более высоким пространственным разрешением и чувствительностью, чем обычно позволяют объемные электрохимические эксперименты. Совсем недавно метод SECM был адаптирован для исследования динамики химического переноса на границах раздела жидкость / жидкость и жидкость / газ.

Твердый / жидкий интерфейс

Микроструктурирование

SECM и вариации этой техники также нашли применение в микротехнологии, формировании поверхностного рисунка и микроструктурировании.[12] В этом контексте было исследовано множество поверхностных реакций, включая осаждение металлов, травление и формирование рисунка на поверхности ферментами. Сканирующий зонд литография (SPL) поверхностей может быть выполнено с использованием конфигурации SECM. Из-за ограничений по размеру в процедурах микротехнологии для UME пространственное разрешение снижено, что дает большие размеры элементов по сравнению с другими методами SPL. Ранний пример продемонстрировал формирование паттерна додецилтиолата. самособирающиеся монослои (SAM) путем перемещения UME в двумерном массиве в непосредственной близости от поверхности при приложении окислительного или восстановительного потенциала, таким образом локально десорбируя химические частицы.[12] Элементы микронного размера были эффективно встроены в SAM. Неотъемлемое преимущество SECM по сравнению с другими методами SPL для формирования рисунка поверхности можно отнести к его способности одновременно получать электрохимическую информацию, относящуюся к поверхности, при выполнении литографии. Другие исследования продемонстрировали полезность SECM для отложения местных золотых островов в качестве шаблонов для прикрепления биомолекулы и флуоресцентные красители.[33] Такие исследования наводят на мысль о потенциале этого метода для изготовления наноразмер сборки, что делает его особенно подходящим для исследования ранее изученных систем, связанных с небольшими кластерами золота.

Разновидности SECM, использующие геометрию наконечника микропипетки, использовались для создания микрокристаллов с пространственным разрешением Твердый раствор.[34] Здесь стеклянные микрокапилляры с отверстиями субмикронного размера заменяют стандартные UME, позволяющие фемтолитр -размерные капли должны быть подвешены из капилляра над проводящей поверхностью, действующей как рабочий электрод. При контакте с положительно смещенной поверхностью капли солевых растворов достигают перенасыщение и кристаллизоваться с четко определенным, микромасштаб геометрии. Такая технология может хорошо подойти для твердотельных электрохимических датчиков на микроустройствах.

Ионное растворение

Ионное растворение кристалла при локальном восстановлении Mп +

В растворение из ионные кристаллы в водной среде имеет фундаментальное значение для характеристики множества природных и синтетических систем.[35] Высокое пространственное разрешение и трехмерная подвижность, обеспечиваемые UME, позволяют исследовать кинетику растворения на определенных гранях моноионных кристаллов, в то время как предыдущие методы характеризации полагались на объемные или средний по ансамблю измерение. Из-за высокой скорости массопереноса, связанной с UME в конфигурации SECM, можно количественно оценить системы, определяемые очень быстро. кинетика реакции. Кроме того, UME позволяют осуществлять мониторинг в широком динамический диапазон, что делает возможным изучение ионных твердых тел с большими различиями в растворимость.

Первые примеры, демонстрирующие полезность SECM для извлечения количественных данных скорости из таких систем, были выполнены на CuSO.4 кристаллы в водном растворе, насыщенном Cu2+ и ТАК2−
4 ионы.[36] Путем размещения UME в конфигурации SECM примерно с радиусом одного электрода от поверхности (100) CuSO4 кристалл, можно было нарушить равновесие растворения, локально восстановив Cu2+ на поверхности UME. Поскольку поверхность кристалла локально растворялась в ионах меди и сульфата, образовывалась видимая ямка, и хроноамперометрический сигнал можно было отслеживать как функцию расстояния между UME и кристаллом. Предполагая кинетическое поведение первого или второго порядка, растворение константа скорости затем можно извлечь из данных. Аналогичные исследования были выполнены на дополнительных кристаллических системах без фонового электролита.[37]

Исследование электрокатализа

Приближается поиск новых каталитических материалов для замены драгоценных металлов, используемых в топливные элементы требует обширных знаний реакция восстановления кислорода (ORR) на металлической поверхности. Часто даже более насущными являются физические ограничения, налагаемые необходимостью исследования и оценки электрокаталитической жизнеспособности большого числа потенциальных каталитических кандидатов. Некоторые группы, изучающие электрокатализ, продемонстрировали использование SECM в качестве метода быстрого скрининга, который обеспечивает локальную количественную электрохимическую информацию о каталитических смесях и материалах.[38][39]

Было предложено множество подходов для оценки высокой производительности новых металлических электрокатализаторов. Один функциональный подход, не связанный с SECM, позволил оптически оценить электрокаталитическую активность большого количества катализаторов с помощью метода, который обнаруживал протон производство на нанесенных массивах протоночувствительных флуоресцентные красители.[40] Несмотря на определенную полезность, метод страдает от невозможности извлечения количественной электрохимической информации из любой интересующей каталитической системы, что требует получения количественной электрохимической информации в автономном режиме от эксперимента с массивом. Bard et al. продемонстрировали оценку электрокаталитической активности при большом объеме с использованием конфигурации SECM.[38] При таком подходе прямая количественная электрохимическая информация из многокомпонентных систем может быть получена на платформе быстрого скрининга. Такой высокопроизводительный скрининг значительно облегчает поиск эффективных и экономичных электрокаталитических материалов в большом количестве в качестве заменителей платина и другие драгоценные металлы.

Биологический анализ

Визуализация субстрата (режим постоянного тока). (A) SECM изображение части (10 мкм × 10 мкм) клетки груди человека с использованием наконечника радиусом 120 нм. (B) Оптическая микрофотография той же ячейки, показывающая область изображения SECM, ограниченную белым квадратом. SECM

Возможность исследовать непроводящие поверхности делает SECM возможным методом анализа мембран, окислительно-восстановительных ферментов и других биофизических систем.

Изменения внутриклеточной окислительно-восстановительной активности могут быть связаны с такими состояниями, как окислительный стресс и рак. Редокс-процессы отдельных живых клеток можно исследовать с помощью SECM, который служит неинвазивным методом мониторинга внутриклеточного переноса заряда. В таких измерениях интересующая клетка иммобилизуется на поверхности, погруженной в раствор с окисленной формой окислительно-восстановительного медиатора, и используется режим обратной связи. На наконечник подается потенциал, который уменьшает окисленные частицы, генерируя установившийся ток, яТ. Когда продукт наконечника попадает в ячейку, он повторно окисляется процессами внутри ячейки и отправляется обратно. В зависимости от скорости, с которой продукт из наконечника регенерируется ячейкой, ток наконечника будет меняться. Исследование Liu et al.[41] использовали этот метод и показали, что окислительно-восстановительные состояния в трех линиях клеток груди человека (неподвижные, подвижный, и метастатический ) были неизменно разными. SECM может не только исследовать иммобилизованные клетки, но также использоваться для изучения кинетики иммобилизованных окислительно-восстановительных ферментов.[42]

Транспорт ионов, таких как K+ и Na+ через мембраны или другие биологические интерфейсы жизненно важен для многих клеточных процессов; SECM использовался для изучения транспорта редокс-активных веществ через клеточные мембраны. В режиме обратной связи перенос молекул через мембрану может быть вызван сбором перенесенных частиц на кончике и формированием градиента концентрации.[4] Изменения тока можно измерить как функцию скорости транспорта молекул.

Жидкость / жидкость границы раздела

Электрокатализ

Граница раздела двух несмешивающихся растворов электролитов (ITIES) может быть изучена с помощью SECM с зондом micro-ITIES. Зонд находится в одном слое и перемещается ближе к стыку при приложении потенциала. Окисление или восстановление снижает концентрацию субстрата, что приводит к диффузии из любого слоя. На близких расстояниях между наконечником и границей раздела наблюдаются скорости диффузии между органическим / водным слоем для субстрата или ионных частиц.[43] Скорость переноса электронов также широко изучалась в ITIES. В таких экспериментах окислительно-восстановительные пары растворяются в отдельных фазах и регистрируется ток на ITIES.[1] Это также фундаментальный принцип при изучении транспорта через мембраны.

Интерфейс жидкость / газ

Перенос химических веществ через границу раздела воздух / жидкость является неотъемлемой частью почти каждой физической, физиологической, биологической и экологической системы на определенном уровне. До сих пор основным направлением в этой области было количественное определение динамики молекулярного переноса через монослой пленки, чтобы получить представление о свойствах химического переноса клеточная мембрана системы и химическая диффузия на границах раздела с окружающей средой.[44]

Хотя в области испарение через монослои на границах раздела воздух / вода, именно внедрение SECM предоставило исследователям альтернативный метод исследования проницаемость монослоев в небольшие молекулы растворенного вещества через такие поверхности раздела. Путем точного размещения подводного электрода под органическим монослоем, который разделяет границу раздела воздух / вода, исследователи смогли нарушить равновесие диффузии кислорода путем локального восстановления кислорода в водный слоя, вызывая тем самым диффузию по монослою.[45] Динамику диффузии системы можно выяснить, измерив Текущий отклик на UME с высоким пространственным и временное разрешение. SECM вполне поддается таким кинетическим исследованиям, поскольку текущий отклик можно контролировать с высокой чувствительностью из-за быстрого массообмен скорости, связанные с UME в конфигурации SECM. Трехмерная подвижность UME также дает возможность пространственного зондирования мембран для определения точек с высоким потоком или проницаемостью. Очень похожий подход был использован для изучения диффузии на границах раздела жидкость / жидкость и твердое тело / жидкость.

Рекомендации

  1. ^ а б c Анвин, Патрик; Баркер, Гонсалвес; Макферсон, Слевин (1999). «Сканирующая электрохимическая микроскопия: за пределами границы раздела твердое / жидкое». 385: 223–240. Цитировать журнал требует | журнал = (помощь)
  2. ^ а б Чжан, Цзе; Баркер, Анвин (2001). «Измерение констант прямой и обратной скорости переноса электронов на границе раздела двух несмешивающихся растворов электролитов с использованием сканирующей электрохимической микроскопии (SECM): теория и эксперимент». Электрохимические коммуникации. 3 (7): 372–378. Дои:10.1016 / с 1388-2481 (01) 00173-4.
  3. ^ Миркин, Михаил; Солнце (2006). «Кинетика реакций переноса электрона на наноэлектродах». Аналитическая химия. 78 (18): 6526–6534. Дои:10.1021 / ac060924q. PMID  16970330.
  4. ^ а б c Миркин, Михаил; Пэн Сунь; Франсуа О. Лафорж (2007). «Сканирующая электрохимическая микроскопия в 21 веке». Физическая химия Химическая физика. 9 (7): 802–823. Bibcode:2007PCCP .... 9..802S. Дои:10.1039 / b612259k. PMID  17287874.
  5. ^ Виттсток, Гюнтер (2003). «Визуализация локализованной реактивности поверхностей с помощью сканирующей электрохимической микроскопии». Темы прикладной физики. 85: 335–366. Дои:10.1007/3-540-44817-9_11. ISBN  978-3-540-42583-0.
  6. ^ а б c d Bard, Allen J .; Fan, Fu Ren F .; Квак, Джухён .; Лев, Овадия. (1989). «Сканирующая электрохимическая микроскопия. Введение и принципы». Аналитическая химия. 61 (2): 132–138. Дои:10.1021 / ac00177a011. ISSN  0003-2700.
  7. ^ а б c d Бард, Аллен (2001). Сканирующая электрохимическая микроскопия. Нью-Йорк: Марсель Деккер. ISBN  0-8247-0471-1.
  8. ^ Шунериц, Сабина; Кнорр, Николаус; Калемчук, Роберто; Ливаш, Тьерри (2004). «Новый подход к написанию и одновременному считыванию микрорельефов: сочетание поверхностной плазмонной резонансной томографии со сканирующей электрохимической микроскопией (SECM)». Langmuir. 20 (21): 9236–9241. Дои:10.1021 / la0492557. ISSN  0743-7463. PMID  15461512.
  9. ^ Виттсток, Гюнтер; Томас Х. Трейтлер (2003). «Комбинация электрохимического туннельного микроскопа (ECSTM) и сканирующего электрохимического микроскопа (SECM): приложение для модификации самосборных монослоев под действием иглы». Electrochimica Acta. 48 (20–22): 2923–2932. Дои:10.1016 / s0013-4686 (03) 00357-8.
  10. ^ Мизайкофф, Б; Бертаньолли, Лугштейн; Куэнг, Кранц (2004). «Картирование активности ферментов путем обнаружения ферментативных продуктов во время АСМ визуализации с помощью встроенных зондов SECM – AFM». Ультрамикроскопия. 100 (3–4): 127–134. Дои:10.1016 / j.ultramic.2003.10.004. PMID  15231302.
  11. ^ Виттсток, Гюнтер; Бурхардт, Мальте; Pust, SaschaE .; Шен, Ян; Чжао, Чуань (2007). "Сканирующая электрохимическая микроскопия для прямой визуализации скоростей реакций". Angewandte Chemie International Edition. 46 (10): 1584–1617. Дои:10.1002 / anie.200602750. ISSN  1433-7851. PMID  17285666.
  12. ^ а б c Горман, Кристофер; Стефан Крамер; Райан Р. Фюерер (2003). «Сканирующая зондовая литография с использованием монослоев, собранных самостоятельно». Химические обзоры. 103 (11): 4367–4418. Дои:10.1021 / cr020704m. PMID  14611266.
  13. ^ а б Engstrom, R.C .; М. Вебер; Д. Дж. Вундер; Р. Берджесс; С. Вингвист (апрель 1986 г.). «Измерения в диффузионном слое с помощью микроэлектродного зонда». Анальный. Chem. 58 (4): 844–848. Дои:10.1021 / ac00295a044.
  14. ^ Бард, Аллен; Сюэ-Ян Лю; Фу-Рен Ф. Фань; Чарльз В. Лин (1986). «Сканирующий электрохимический и туннельный ультрамикроэлектродный микроскоп для исследования поверхности электродов в растворе с высоким разрешением». Варенье. Chem. Soc. 108 (13): 3838–3839. Дои:10.1021 / ja00273a054.
  15. ^ а б Миркин, Михаил; Пэн Сунь; Франсуа Лафорж (30 ноября 2006 г.). «Сканирующая электрохимическая микроскопия в 21 веке». Физическая химия Химическая физика. 9 (7): 802–23. Bibcode:2007PCCP .... 9..802S. Дои:10.1039 / b612259k. PMID  17287874. Получено 5 октября 2011.
  16. ^ Миркин, Михаил В .; Ногала, Войцех; Велмуруган, Жейавель; Ван, Исянь (2011). «Сканирующая электрохимическая микроскопия в 21 веке. Обновление 1: пять лет спустя». Физическая химия Химическая физика. 13: 21196. Дои:10.1039 / c1cp22376c.
  17. ^ Bard, Allen J .; Дэвид О. Випф (1991). «Влияние неоднородной скорости переноса электронов на подложку на ток обратной связи наконечника». J. Electrochem. Soc. 138 (2): 469–474.
  18. ^ «Введение в ac-SECM» (PDF). Инструменты биологических наук. Получено 2019-05-29.
  19. ^ Хоррокс, Бенджамин Р .; Шмидтке, Дэвид .; Хеллер, Адам .; Бард, Аллен Дж. (1993-12-15). «Сканирующая электрохимическая микроскопия. 24. Ферментные ультрамикроэлектроды для измерения перекиси водорода на поверхностях». Аналитическая химия. 65 (24): 3605–3614. Дои:10.1021 / ac00072a013. ISSN  0003-2700. PMID  8311247.
  20. ^ Diakowski, Piotr M .; Барански, Анджей С. (2006). «Положительная и отрицательная обратная связь по импедансу переменного тока, наблюдаемая над проводящими подложками в условиях SECM». Electrochimica Acta. 52 (3): 854–862. Дои:10.1016 / j.electacta.2006.06.020. ISSN  0013-4686.
  21. ^ MKelvey, Kim; Эдвардс, Мартин А.; Анвин, Патрик Р. (август 2010 г.). «Прерывистая контактно-сканирующая электрохимическая микроскопия (IC-SECM): новый подход к позиционированию кончика и одновременной визуализации межфазной топографии и активности». Аналитическая химия. 82 (15): 6334–6337. Дои:10.1021 / ac101099e. ISSN  0003-2700. PMID  20583818.
  22. ^ Баллестерос Катеманн, Бернардо; Шульте, Альберт; Шухманн, Вольфганг (2009-05-09). «Сканирующая электрохимическая микроскопия в режиме постоянного расстояния (SECM) - Часть I: Адаптация неоптического режима позиционирования на основе силы сдвига для наконечников SECM». Химия - Европейский журнал. 9 (9): 2025–2033. Дои:10.1002 / chem.200204267. PMID  12740850.
  23. ^ Шухманн, Вольфганг; Бернардо Бальестерос Катеманн; Альберт Шульте (2004). "Сканирующая электрохимическая микроскопия в режиме постоянного расстояния. Часть II: Получение изображений методом SECM высокого разрешения с использованием платиновых наноэлектродов в качестве миниатюрных сканирующих зондов". Электроанализ. 16 (1–2): 60–65. Дои:10.1002 / elan.200302918.
  24. ^ Анвин, Патрик; Мартин Эдвардс; Софи Мартин; Анна Л. Уитворт; Джули В. Макферсон (2006). «Сканирующая электрохимическая микроскопия: принципы и приложения к биофизическим системам». Физиологические измерения. 27 (12): R63 – R108. Bibcode:2006ФИМ ... 27R..63E. Дои:10.1088 / 0967-3334 / 27/12 / R01. Получено 5 октября 2011.
  25. ^ Полкари, Дэвид; Дофин-Дюшарм, Филипп; Маузеролл, Жанин (23 ноября 2016 г.). «Сканирующая электрохимическая микроскопия: всесторонний обзор экспериментальных параметров с 1989 по 2015 годы». Химические обзоры. 116 (22): 13234–13278. Дои:10.1021 / acs.chemrev.6b00067. ISSN  0009-2665.
  26. ^ П. Сан, З. Чжан, Дж. Го и Ю. Шао, Anal. Chem., 2001, 73, 5346.
  27. ^ С. Дж. Слевин, Н. Дж. Грей, Дж. В. Макферсон, М. А. Уэбб и П. Р. Анвин, Electrochem. Commun., 1999, 1, 282.
  28. ^ Амемия С, Бард А.Дж., Фан Ф.Р., Миркин М.В., Анвин ПР. Annu Rev Anal Chem (Пало-Альто, Калифорния). 2008; 1: 95-131.
  29. ^ Добсон П. С., Уивер Дж. М. Р., Холдер М. Н., Анвин П. Р. и Макферсон Дж. В. 2005. Характеристика серийных микроизготовленных сканирующих зондов для электрохимической атомно-силовой микроскопии. Анал. Chem. 77 424–34
  30. ^ http://scubaprobe.com/portfolio-item/sp-el-insulated-cantilever/
  31. ^ Фернандо Кортес-Салазар, Маркус Трубле, Фей Ли, Жан-Марк Буснель, Анн-Лор Гасснер, Мохамад Ходжей, Гюнтер Виттсток, Хуберт Х. Жиро. "Мягкие зонды-иглы для сканирующей электрохимической микроскопии" Analytical Chemistry Vol. 18, выпуск 16. Дата: 15.08.2009 Стартовая страница: 6889.
  32. ^ Анвин, Патрик; Цзе Чжан; Кристофер Дж. Слевин; Колин Мортон; Питер Скотт; Дэвид Дж. Уолтон (2001). «Новый подход к измерению боковой диффузии в монослоях Ленгмюра с помощью сканирующей электрохимической микроскопии (SECM): теория и применение». Журнал физической химии B. 105 (45): 11120–11130. Дои:10.1021 / jp004592j.
  33. ^ Мандлер, Дэниел; Tomokazue Matsue; Ива Турян (2000). "Построение рисунка и определение характеристик поверхностей с помощью органических и биологических молекул с помощью сканирующего электрохимического микроскопа". Аналитическая химия. 72 (15): 3431–3435. Дои:10.1021 / ac000046a.
  34. ^ Тянь, Чжун-Цюнь; Дэжи Ян; Ляньхуань Хань; Ян Ян; Лю-Бинь Чжао; Ченг Цзун; И-Фань Хуан; Дунпин Чжань (2011). «Твердотельные окислительно-восстановительные растворы: микротехнология и электрохимия». Angewandte Chemie. 50 (37): 8679–8682. Дои:10.1002 / anie.201103386.
  35. ^ Анвин, Патрик; Джули Макферсон (1994). «Колебательное растворение ионной монокристаллической поверхности, наблюдаемое с помощью сканирующего электрохимического микроскопа». Журнал физической химии. 98 (45): 11764–11770. Дои:10.1021 / j100096a022.
  36. ^ Анвин, Патрик; Джули Макферсон (1993). «Новый подход к изучению кинетики растворения с использованием сканирующего электрохимического микроскопа: теория и применение к растворению пентагидрата сульфата меди в водных растворах серной кислоты». Журнал физической химии. 98 (6): 1704–1713. Дои:10.1021 / j100057a026.
  37. ^ Анвин, Патрик; Джули Макферсон (1996). "Растворение, индуцированное сканирующим электрохимическим микроскопом: теория и эксперимент кинетики растворения хлорида серебра в водном растворе без поддерживающего электролита". Журнал физической химии. 100 (50): 19475–19483. Дои:10.1021 / jp9614862.
  38. ^ а б Бард, Аллен; Уолш, Фернандес (2005). «Руководство по термодинамике для разработки биметаллических катализаторов электровосстановления кислорода и быстрого скрининга с помощью сканирующей электрохимической микроскопии. M-Co (M: Pd, Ag, Au)». JACS. 127: 357–365. Дои:10.1021 / ja0449729. PMID  15631486.
  39. ^ Бард, Аллен; Агилар, Зоски (2003). "Scanning Electrochemical Microscopy. 46. Shielding Effects on Reversible and Quasireversible Reactions". Аналитическая химия. 75 (13): 2959–2966. Дои:10.1021/ac034011x. PMID  12964739.
  40. ^ Mallouk, Thomas; Erik Reddington; Anthony Sapienza; Bogdan Gurau; Rameshkrishnan Viswanathan; S. Sarangapani; Eugene S. Smotkin (1998). "Combinatorial Electrochemistry: A Highly Parallel, Optical Screening Method for Discovery of Better Electrocatalysts". Наука. 280 (5370): 1735–1737. Bibcode:1998Научный ... 280.1735R. Дои:10.1126 / science.280.5370.1735. PMID  9624047.
  41. ^ Лю, Бяо; Susan A. Rotenberg; Michael V. Mirkin (August 2000). "Scanning electrochemical microscopy of living cells: Different redox activities of nonmetastatic and metastatic human breast cells". PNAS. 97 (18): 9855–9860. Bibcode:2000PNAS...97.9855L. Дои:10.1073/pnas.97.18.9855. ЧВК  27604. PMID  10963658.
  42. ^ Pierce, David T.; Patrick R. Unwin; Allen J. Bard (1992). "Scanning Electrochemical Microscopy: 17. Studies of Enzyme-Mediator Kinetics for Membrane and Surface Immobilized Glucose Oxidase". Анальный. Chem. 64 (17): 1795–1804. Дои:10.1021/ac00041a011.
  43. ^ Mirkin, Michael; Yuanhua Shao (30 October 1998). "Probing Ion Transfer at the Liquid/Liquid Interface by Scanning Electrochemical Microscopy (SECM)". Журнал физической химии B. 102 (49): 9915–9921. Дои:10.1021/jp9828282.
  44. ^ Thibodeaux, L.J. (1996). Environmental Chemodynamics: Movement of Chemicals in Air, Water and Soil. Нью-Йорк.
  45. ^ Unwin, Patrick; Christopher J. Slevin; Steve Ryley; David J. Walton (1998). "A New Approach for Measuring the Effect of a Monolayer on Molecular Transfer across an Air/Water Interface Using Scanning Electrochemical Microscopy". Langmuir. 14 (19): 5331–5334. Дои:10.1021/la980320k.