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.
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.