Bio-Logic紧凑型扫描电化学显微镜SECM150

SECM是基于显微技术的探针，测得的图像对比度可以显示所研究表面的局部电化学活性。传统电化学测试获得的是整个样品表面的平均信号，而采用

SECM是基于显微技术的探针，测得的图像对比度可以显示所研究表面的局部电化学活性。传统电化学测试获得的是整个样品表面的平均信号，而采用SECM可以空间分解电化学特性，获得样品的局部特性。局部特性可以作为补充信息来帮助用户解释全局测量结果。

Bio-Logic的扫描电化学工作站M370和M470是较全面的微区电化学工作站，都包含了SECM模块。其中M470总共包含了9个模块，分别为扫描电化学显微系统（SECM）、交流扫描电化学显微系统（ac-SECM）、间歇接触扫描电化学显微系统（ic-SECM）、微区电化学阻抗测试系统（LEIS）、扫描振动电极测试系统（SVET）、电解液微滴扫描系统（SDS）、交流电解液微滴扫描系统（ac-SDS）、扫描开尔文探针测试系统（SKP）、非触式微区形貌测试系统（OSP）。而相较于M470，SECM150是一款新的便携式的、入门级的SECM设备。

图1 SECM150紧凑型扫描电化学显微镜

一、SECM简介

法国Bio-Logic紧凑型扫描电化学显微镜SECM150是一款价格低、分辨率高（＜10 nm）、体积小的扫描系统，其小体积的特点尤其适用于手套箱工作。压电定位器搭载电容位置传感器，可以在整个扫描范围内提供10nm 的分辨率。集成的双恒电位仪，可以测量超低电流，分辨率达到6.1 fA。

（1） 如此紧凑，适用于手套箱！

实验室空间经常受限，尤其当实验需要严格的空气气氛控制时，对实验仪器的体积大小也有严格的要求。SECM150的设计尽可能紧凑，同时保持了高性能。其重量只有8kg，其尺寸适用于像手套箱一样狭小的环境。比如，PU51恒电位仪只有250px长，61g重。其扫描台的尺寸也只有190*225*230mm。SECM150是目前市面上体积最小的SECM设备。

（2）超高分辨率＜10nm扫描分辨率

SECM150的探针位置由3个压电扫描平台控制，扫描范围为200*200*100μm。每个坐标轴上的位置分辨率都低于10nm。Bio-Logic Pt超微探针有很多不同的尺寸，最小1μm。但是SECM150可以适用任何材料的更小的探针。恒电位仪具有较高的电流范围灵敏度100pA，分辨率6.1fA。SECM150的超高分辨率几乎可以满足所有的SECM测试。

（3） 快速扫描

SECM150在测试过程中，每秒扫描可高达20个离散点。这种快速扫描仪器可以用来研究时间变量系统。其扫描速率可达200μm/s。例如，图2中为18min内测量了10000个点的数据。

二、SECM150的应用

法国Bio-Logic紧凑型扫描电化学显微镜SECM150应用广泛，可用于研究材料表面的电化学反应。下面列举一些应用案例：

（1）电池

锂离子电池：LiCoO₂糊电极分解的Li⁺的空间异质性。

锂离子电池：在操作条件下的固体电解质界面的形成和演化。

锂离子电池：分离器绝缘性能均匀性的研究。

锂空气电池：通过探针尖部收集氧来判断氧在气体扩散电极上的传质阻力。

氧化还原流电池：集流器钝化的研究。

（2）腐蚀/涂层

测定金属合金中的粒子和相的电化学特性（夹杂物、金属间化合物颗粒、晶界、晶粒）。

研究金属合金的局部腐蚀机制。

特定防腐处理保护均匀性的演变。

（3）燃料电池与光催化

催化剂的空间分辨催化性能。

催化剂组成筛选。

（4）生物传感器

测试受体对探针产生的特定分子的反应性。

用探针的固定化技术测试局部产生的分子。

（5）基础电化学

导电基底上电子转移分布的研究。