原理
柔性微电极探针是由Salazar[1]等人发展起来的,用来实现粗糙、倾斜、较大的基体在接触模式下的SECM。先在聚乙烯对苯二酸酯薄膜中烧蚀一个微通道,然后用导电的碳墨填充。用聚合物膜固化碳轨道和叠片之后,切出V型针,从而形成探针。通过UV光切割或者刀片切割,露出碳轨道尖端的横截面,抛光产生一个新月形的碳微电极[1]。
这些柔性探针压在基体上时可以弯曲,这样聚乙烯对苯二酸酯层一直通过弯曲接触。这个聚乙烯对苯二酸酯层的厚度定义了基体和活性电极区域的固定工作距离。当扫描粗糙表面时,探针的弯曲可以适应形貌特征,因此可以不需要额外的电反馈系统(像AFM系统中)保持一个几乎固定的工作距离,甚至可以提供那些太粗糙以至于无法AFM成像的表面的图像[1]。
柔性探针与ic对比
优点:
1. 只需要一个探针,而没有反馈调节系统,这也就意味着基础装备便宜。
2. 可以用来研究柔性材料,如活细胞、有机材料。
3. 探针用作阵列的情况下,可以更快,但只能在一定程度上。
缺点:
1.如图1所示,活性区域的尺寸比10µm探针更大,分辨率更低。在ic中,分辨率是探针的实际尺寸。
2.由于不用反馈调节,只能保持一个几乎固定的工作距离。在ic中可以保持一个准确的恒定工作距离。
3.柔性探针不能测量形貌,因此不能像ic一样来比较去除形貌数据的特性。
4. 电极不是盘状的,所以解析近似值不能用来描述逼近曲线中电流和距离之间的关系。
5.由于hp值更负(图3),电极更弯,横向配准转变更大,需要校正。这就意味着可以解除的实际形貌数量是有限的,而在ic中,没有限制。
6.扫描不同样品形貌,探针有不同的弯曲,这会改变探针与样品的距离而降低横向分辨率(在x轴和y轴)。
7.探针的弯曲对氧化还原介质的扩散产生屏蔽作用,对SECM技术有抑制作用。SECM技术要求扩散只受样品和探针的理想对称玻璃外壳的影响。
8. 边缘效应极其明显。
9.响应依赖于扫描方向,与AFM的接触模式类似。
10.当扫描一个带凹槽的均匀表面时,电化学响应依赖于样品形貌。在ic中,电化学响应不受或很少受形貌影响。
参考文献
[1] Cortes-Salazar, F.; Traeuble, M.; Li, F.; Busnel, J.-M.; Gassner, A.; Hojeij, M.; Wittstock, G.; Girault, H. H. Anal. Chem. 2009, 81, 6889.