Исследование двумерных материалов, таких как графен является одной из актуальных задач современной науки. Это связано с их особыми электрическими, оптическими и механическими свойствами. Изучение уже имеющихся и получение новых 2D-материалов позволит создать новые поколения датчиков, носимой электроники и батарей, с радикально лучшими характеристиками, в сравнении с уже имеющимися.
Но традиционные методики не способны дать весь объем нужной информации. Это связано со сложностью структуры 2D-материалов. Ведь они состоят из всего одного слоя атомов, а поверхность отличается чрезвычайно сложным рельефом. Эти особенности создают множество помех при попытках использования обычных электрохимических методик.
Принцип работы SECM при изучении 2D-материалов
Сканирующая электрохимическая микроскопия – это гораздо более совершенный метод изучения структуры 2D-материалов в сравнении с альтернативными видами исследований. Суть метода состоит в проведении сканирующей микроскопии за счет перемещения вдоль поверхности образца сверхтонкой иглы-зонда.
При этом регистрируются не только силы, возникающие между поверхностью материала и зондом, но и различные показатели электрохимической активности вещества. Для этого на образец наносят специальный раствор (окислительно-восстановительный медиатор), который позволяет выявить детали электрохимической активности материала. Также SECM дает возможность прилагать ток к поверхности образца.
Полученные растровые данные после завершения эксперимента анализируются в специальном ПО, которое позволяет дополнительно отсечь помехи. Затем происходит синтез сверхточной карты структуры 2D-материала с нанесением на нее данных об электрохимической активности или других зарегистрированных параметрах.
Проведение спектроскопии локализованного электрохимического импеданса удобно выполнять в модульной системе BioLogic M470 с опцией LEIS470 https://ilpa-tech.ru/produktsiya/zondovye-skaniruyushchie-rabochie-stantsii/55-m470-leis.
Преимущества метода SECM
В отличие от других методик, при работе SECM:
- Не требуется непосредственного электрического контакта с образцом. Это упрощает интерпретацию данных, заметно снижает количество помех, а также позволяет избежать повреждений как зонда, так и исследуемой поверхности.
- Методика дает возможность исследовать локальную кинетику в разных областях 2D-поверхности, например, локальную проводимость. Это открывает широкий спектр возможностей по выявлению мельчайших дефектов структуры материала и улучшению его характеристик.
- Высокое разрешение. Применение SECM обеспечивает изучение атомарной, то есть субнанометровой структуры объекта.
Особый интерес представляет возможность модификации образца путем приложения через зонд тока или других воздействий. Это позволяет изменять строение 2D-материала с одновременным отслеживанием изменений его характеристик.
Официальным поставщиком сканирующих зондовых микроскопов в Тольятти является компания ИлПа Тех.
