Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Электрохимический сканирующий туннельный микроскоп (EC STM) — это сканирующий туннельный микроскоп, предназначенный для измерения структуры поверхностей и электрохимических реакций на границах раздела фаз твердое тело – жидкость в атомном или молекулярном масштабе.
The electrochemical scanning tunneling microscope (EC STM) is a scanning tunneling microscope that measures the structures of surfaces and electrochemical reactions in solid liquid interfaces at atomic or molecular scales.
Разработка
Электрохимические реакции происходят в электролитических растворах – например, при электроосадке, травлении, в батареях и так далее. На поверхности электрода многие атомы, молекулы и ионы адсорбируются и влияют на протекание реакций. Ранее, для получения информации о структуре поверхности электродов и реакциях, образцы электродов извлекались из электролитического раствора и измерялись в условиях сверхвысокого вакуума (UHV). При этом структура поверхности изменялась, и точное наблюдение было невозможно. Однако, с помощью этого микроскопа эти проблемы решены.
Electrochemical reactions occur in electrolytic solutions—for example electroplating, etching, batteries, and so on. On the electrode surface, many atoms, molecules, and ions adsorb and affect the reactions. In the past, in order to obtain information about the structure of electrode surfaces and reactions, the sample electrode was taken out of the electrolytic solution and measured under ultra high vacuum (UHV) conditions. In this case, the structure of the surface changed and could not be observed precisely. By using this microscope, however, these problems are resolved.
Операция
В электролитических растворах формируется сложный электрический двойной слой, состоящий из молекул H2O и анионов. В этом слое, поскольку распределение анионов изменяется в зависимости от потенциала электрода, необходимо контролировать протекание реакции на электроде. Потенциалы рабочих электродов (образец и наконечник) контролируются независимо относительно референтного электрода. В данном случае, напряжение туннельного прохождения является разностью между этими двумя потенциалами. Противоэлектрод используется для замыкания цепей протекания тока с рабочими электродами. Используя эти четыре электрода, можно точно контролировать электрохимическую реакцию внешним напряжением и проводить наблюдение за поверхностью в жидкости.
In electrolytic solutions, a complicated electrical double layer of H2O molecules and anions is formed. In this layer, as the distribution of anions changes with the potential of the electrode, it is necessary to control the reaction on the electrode. The potentials of the working electrodes (the sample and the tip) are controlled independently against a reference electrode. In this case, the tunneling bias voltage is the difference between the two potentials. A counter electrode is used to complete the current carrying circuits with the working electrodes. By using these four electrodes, the electrochemical reaction is controlled precisely by the external voltage, and the surface in liquid can be observed.