Das Elektrochemische Rastertunnelmikroskop

( EC-STM )

Der Gedanke, Elektrodenprozesse in elektrochemischen Reaktionen direkt visuell verfolgen zu können, stand bei der Entwicklung des EC-STMs aus dem "normalen" Luft- oder UHV-Rastertunnelmikroskopen Pate. Dazu wurde über einen Bipotentiostaten eine konventionelle Drei-Elektrodenanordnung um eine weitere Elektrode, nämlich die Tunnelspitze des STMs, erweitert. Die Vorteile eines solchen Systems sind:

Die folgenden Bilder geben einen Eindruck der Möglichkeiten, die ein EC-STM dem Benutzer bietet:

 

Oberfläche eines Kupferclusters in 0,05M Schwefelsäure auf einer Pt( 111 ) Oberfläche mit sulfatindizierter Moiréstruktur. Zu sehen sind die adsorbierten Sulfationen

 

 

Kupfercluster auf einer Pt( 111 ) Oberfläche in 0,05M Schwefelsäure / 0,0001M Kaliumchlorid, abgeschieden aus 0,0001M Kupfersulfat-Lsg mittels Potentialsprung auf -750mV vs. Pt/PtO bei nichtangenäherter Spitze. Die Clusterhöhe beträgt bis zu 20nm. Die Cluster sind entlang der monoatomar hohen Stufenkanten verteilt und dehnen sich über diese hinüber aus.

 

Kleinere Kupfercluster entlang der Stufenkanten zwischen den großen Clustern von Bild 2. Die Stufenhöhe beträgt 0,2nm, d.h. monoatomar hoch, die Clusterhöhe beträgt zwischen 0,4 und 1nm, d.h. sie sind 2-5 Atomlagen hoch.

Kupfercluster auf einer Pt( 100 ) Oberfläche in 0,05M Schwefelsäure, abgeschieden aus einer 0,0001M Kupfersulfat-Lsg. mittels Potentialsprung zu -750mV vs. Pt/PtO, dann zurück auf ein Potential von -650mV vs. Pt/PtO bei nichtangenäherter Spitze. Die Cluster haben einen Durchmesser von bis zu 100nm und eine Höhe bis zu 10nm. Schön erkennbar sind hierbei die Schraubenversetzungen.