新型液相/电化学原子力显微镜的研制及其应用研究

研制了一种新型液相/电化学原子力显微镜（EC-AFM）系统。该EC-AFM系统的探头部分以激光作为光源, 设计了独特的液相光路, 采用了一块透明的玻璃作为视窗, 同时作为探针座, 将微探针和样品完全浸没在液体中进行扫描检测。设计了完全开放式的电解池, 可方便地改变样品的液体环境, 对电化学反应进行操作和控制。此外, 采取了探针扫描的方式, 使得较大和较重样品的扫描检测得以实现。利用该EC-AFM系统, 以铁片为阴极, 铜片为阳极在硫酸铜溶液中进行了化学镀铜实验, 并对实验过程进行了实时观察, 获得了不同阶段的样品表面图像。实验结果表明, 自主研制的EC-AFM在溶液中可扫描获得理想的AFM图像, 分辨率达到纳米量级, 证实该系统可以直接观察电解液中固液界面的化学反应。