Development and experimental evaluation of a simple system for scanning electrochemical microscopy

Wittstock, Günther; Emons, Hendrik; Ridgway, Thomas H.; Blubaugh, Elmo A.; Heineman, William R.

doi:10.1016/0003-2670(94)00290-8

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“…B. auch die Verteilung von leitenden und isolierenden Regionen auf mikrostrukturierten Transducern für die elektrochemische Analytik. [245,[247][248][249][250][251][252][253][254] Dies gilt auch dann, wenn die elektrochemisch aktiven Regionen in Poren verborgen und daher für andere Techniken wie SFM nicht zugänglich sind. Ebenfalls möglich ist eine lokale Charakterisierung der Elektronentransferkinetik nach unterschiedlichen Prozessschritten, die z.…”

Section: Untersuchung Von Elektrodenmaterialienunclassified

Elektrochemische Rastermikroskopie zur direkten Abbildung von Reaktionsgeschwindigkeiten

Wittstock¹,

Burchardt²,

Pust³

et al. 2007

Angewandte Chemie

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Eine entscheidende Rolle in der Elektrochemie, aber auch in biologischen Systemen oder beim Transport durch Membranen, spielen lokale Prozesse an Fest‐flüssig‐Grenzflächen oder Flüssig‐flüssig‐Grenzflächen, die z. B. an Defektstellen, an Poren oder an einzelnen Zellen ablaufen und sich durch integrale Untersuchungsverfahren nur schwer erfassen lassen. Mit der elektrochemischen Rastermikroskopie steht eine Untersuchungsmethode für lokale Grenzflächenreaktionen zur Verfügung, die nach zwei Jahrzehnten Entwicklung eine solide theoretische Basis und eine große Zahl von Anwendungen aufweist. Sie bietet die Möglichkeit, Geschwindigkeiten heterogener Reaktionen direkt abzubilden und Oberflächen durch elektrochemisch erzeugte Reaktanten lokal zu modifizieren. Die Vielfalt der Anwendungen reicht von klassischen elektrochemischen Fragestellungen bei der Untersuchung lokaler Korrosionsphänomene und elektrokatalytischer Reaktionen in Brennstoffzellen, von Sensoroberflächen, Biochips und mikrostrukturierten Analysesystemen bis hin zum Massentransport durch synthetische Membranen, Haut und Gewebe sowie interzellulären Kommunikationsprozessen. Außerdem können Prozesse an Flüssigkeitsoberflächen oder an Flüssig‐flüssig‐Grenzflächen untersucht werden.

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Section: Untersuchung Von Elektrodenmaterialienunclassified

Elektrochemische Rastermikroskopie zur direkten Abbildung von Reaktionsgeschwindigkeiten

Wittstock¹,

Burchardt²,

Pust³

et al. 2007

Angewandte Chemie

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“…S4. † 37 The EC spatial resolution was as high as the topological resolution (∼300 nm). CNTs are known to be electrochemically active at the end sites and less active at the sidewalls of the nanotubes in bulk experiments.…”

Section: Resultsmentioning

confidence: 99%

Simultaneous imaging of the topography and electrochemical activity of a 2D carbon nanotube network using a dual functional L-shaped nanoprobe

Lee

Sung

et al. 2015

Analyst

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The application of nanomaterials for biosensors and fuel cells is becoming more common, but it requires an understanding of the relationship between the structure and electrochemical characteristics of the materials at the nanoscale. Herein, we report the development of scanning electrochemical microscopyatomic force microscopy (SECM-AFM) nanoprobes for collecting spatially resolved data regarding the electrochemical activity of nanomaterials such as carbon nanotube (CNT) networks. The fabrication of the nanoprobe begins with the integration of a CNT-bundle wire into a conventional AFM probe followed by the deposition of an insulating layer and cutting of the probe end. In addition, a protrusive insulating tip is integrated at the end of the insulated CNT-bundle wire to maintain a constant distance between the nanoelectrode and the substrate; this yields an L-shaped nanoprobe. The resulting nanoprobes produced well-fitted maps of faradaic current data with less than 300 nm spatial resolution and topographical images of CNT networks owing to the small effective distance (of the order of tens of nanometers) between the electrode and the substrate. Electrochemical imaging using the L-shaped nanoprobe revealed that the electrochemical activity of the CNT network is not homogeneous and provided further understanding of the relationship between the topography and electrochemical characteristics of CNT networks.

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“…The SECM was described elsewhere [24]. It was used with a bipotentiostat to which both, the UME array (sample) as well as the probe ultramicroelectrode were connected as working electrodes.…”

Section: Methodsmentioning

confidence: 99%

Evaluation of Microelectrode Arrays for Amperometric Detection by Scanning Electrochemical Microscopy

Wittstock

Gründig²,

Strehlitz

et al. 1998

Electroanalysis

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Ultramicroelectrode arrays have been manufactured by a combination of screen printing and laser ablation with different sizes of the active electrode areas and different interelectrode spacings. The participation of each array element in the heterogeneous redox reaction can be checked with the help of scanning electrochemical microscopy (SECM). Because the active electrode area is recessed compared to the insulating cover layer of the sensor, a loss in sensitivity is found on such arrays compared to an electrode array of the same geometry which is in plane with its insulating surrounding. Consequences for the application of such electrode arrays as the basis of sensors in hand-held devices for in-field testing are discussed.

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Development and experimental evaluation of a simple system for scanning electrochemical microscopy

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Elektrochemische Rastermikroskopie zur direkten Abbildung von Reaktionsgeschwindigkeiten

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Simultaneous imaging of the topography and electrochemical activity of a 2D carbon nanotube network using a dual functional L-shaped nanoprobe

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