文献报告:原子力显微镜-扫描电化学显微镜(AFM-SECM)用于纳米级形貌和电化学表征:原理、应用和前景

一、研究目的

原子力显微镜-扫描电化学显微镜(AFM-SECM)已经发展成为同时在局部材料表面进行高空间分辨率的地形电化学测量的强大工具。这些测量对于理解与材料科学、生命科学和化学过程的广泛应用相关的结构-活性关系至关重要。AFM-SECM集成了经典的SECM和AFM，以实现无与伦比的高空间分辨率表面拓扑和纳米级电化学图像的步进采集，并具有在纳米尺度上揭示基本界面特性或活性的潜力。尽管AFM-SECM发展迅速，但其独特的原理、能力和应用尚未得到充分的理解和利用。

二、AFM-SECM原理

图1：AFM-SECM系统示意图

从仪器上讲，将SECM与AFM结合起来很简单:将一个外部(bi)恒电位器集成到AFM仪器中，以实现电化学测量的附加功能(如图1c所示)。电化学数据可以通过AFM控制器提供的模数转换通道输入。AFM-SECM的探针不仅可以作为形貌成像的力传感器，还可以作为电化学成像的电极。

三、研究体系

晶体溶解过程

四、数据分析与结论

1.在化学过程的应用

AFM-SECM的早期演示集中在晶体溶解过程的研究上，如方解石或三水合亚铁氰化钾晶体。对发生在液体/固体界面的结晶或溶解过程的基本理解对于广泛的化学反应至关重要。Macpherson等人提出了一种方法，通过对溶液施加受