交流电薄膜法针尖制备课件

电化学腐蚀法制备扫描隧道显微镜针尖06301020015宋淑鲲06300190048贾音电化学腐蚀法制备扫描隧道显微镜针尖063010200151目录扫描隧道显微镜简介直流电化学腐蚀法针尖制备交流电薄膜电化学腐蚀法针尖制备电化学腐蚀法制备针尖的实际应用目录扫描隧道显微镜简介2扫描隧道显微镜（ScanningTunnelingMicroscopy,STM）量子力学中的隧穿效应探测样品表面原子与针尖之间的隧道电流经反馈系统处理后保持电流恒定控制针尖移动扫描隧道显微镜（ScanningTunnelingMic3电化学腐蚀法针尖制备原理阴极为铜丝，阳极为钨丝，电解液为2mol/L的NaOH溶液阴极：阳极：总反应：电化学腐蚀法针尖制备原理阴极为铜丝，阳极为钨丝，电解液4针尖质量的参数针尖被腐蚀出的台阶的数量针尖宏观形状的纵横比(即锥形针尖的高度比底面直径)以及针尖尖端的曲率半径针尖质量的参数针尖被腐蚀出的台阶的数量5直流电源电化学腐蚀法1控制器自身有12.55V的输出电压，可作直流电源2针尖形成时，可以迅速切段电路，防止针尖进一步被腐蚀反应速度小于500ns直流电源电化学腐蚀法1控制器自身有12.55V的输出电压6腐蚀原理阳极产生的会因重力作用沿着钨丝下移，包裹在钨丝下部的表面，保护钨丝进一步溶解液面附近的钨丝腐蚀最快，当腐蚀到一定程度时，此处会因液面下部钨丝的重力作用而被拉断，形成针尖结构。腐蚀原理阳极产生的会因重力作用沿着钨丝下移，包裹7直流法所得针尖实验参数浸入深度：5mm（目测）初始电压：1.67V初始电流：1.6mA形成针尖所需时间：30min直流法所得针尖实验参数8左侧针尖没有使用电流控制器，看到钨丝断裂，手动关闭电源从上往下，明显看出针尖逐渐变细，再变粗，又变细，且针尖顶端很钝钨丝被拉断后，没有立刻关闭电源，导致形成的针尖进一步被腐蚀左侧针尖没有使用电流控制器，看到钨丝断裂，手动关闭电9右侧针尖是在使用电流控制器的情况下制成针尖顶端非常细，曲率半径很小，属于品质很高的针尖右侧针尖是在使用电流控制器的情况下制成10针尖分级结构当场配好的NaOH溶液，热NaOH溶液，水蒸气挥发比较严重，导致液面下降，针尖从上到下不是逐渐变细的起固定钨丝作用的胶塞按得太紧，在实验过程中由于产生气体，使顶盖出现上移人为原因比如碰撞等导致钨丝与页面相对位置改变针尖分级结构当场配好的NaOH溶液，热NaOH溶液，水蒸气11交流电薄膜法针尖制备课件12交流电薄膜法针尖制备

薄膜的制备交流电交流电薄膜法针尖制备薄膜的制备13实验原理钨丝做阳极时：阳极：阴极：总反应：钨丝做阴极时：阳极：阴极总反应：实验原理钨丝做阳极时：14引入交流电带来的影响不存在腐蚀速度梯度，钨丝断裂处并一定在钨丝与薄膜的接触处WO42－起不到保护作用，腐蚀速度加快引入交流电带来的影响不存在腐蚀速度梯度，钨丝断裂处并一定在钨15交流薄膜法制备的针尖实验参数交流电压：8V钨丝伸出薄膜长度：3mm腐蚀时间：约3min实验参数交流电压：10V钨丝伸出薄膜长度：1mm腐蚀时间：约3min交流薄膜法制备的针尖实验参数实验参数16针尖形状的成因针尖很钝钨丝断裂后形成的尖端后来又被腐蚀（在这一时刻，薄膜刚好破裂，几率很小）（手动切断电源有延迟）针尖呈现圆锥形钨丝与薄膜接触处氢气泡的产生引起的NaOH溶液飞溅上去针尖形状的成因针尖很钝17针尖对比直流法交流法针尖对比直流法交流法18两种电化学腐蚀方法对比直流法交流薄膜法针尖质量极好一般操作过程简便稍复杂曲率半径小大制备时间约30min－60min3min－5min两种电化学腐蚀方法对比直流法交流薄膜法针尖质量极好一般操作过19制备针尖在STM扫描中的应用使用仪器：EasyScanE－STM制备针尖在STM扫描中的应用使用仪器：20针尖在实际应用中存在的问题分析1，针尖强度不够2，针尖表面存在氧化膜3，噪声影响太大针尖在实际应用中存在的问题分析1，针尖强度不够21结论电化学