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電化學(xué)由于其在電池、燃料電池、腐蝕、合成和催化等各個(gè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用而受到越來(lái)越多的關(guān)注。在電化學(xué)系統(tǒng)中，會(huì)發(fā)生各種復(fù)雜的過(guò)程，包括物質(zhì)的吸附、解吸和擴(kuò)散，表面重建，電荷轉(zhuǎn)移，表面和物種之間化學(xué)鍵的形成或斷裂以及發(fā)生在電化學(xué)界面化學(xué)反應(yīng)等。因此，電化學(xué)界面的結(jié)構(gòu)決定了整個(gè)電化學(xué)系統(tǒng)的電化學(xué)響應(yīng)以及材料的

性質(zhì)和性能

電化學(xué)的研究主要涉及電化學(xué)界面的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和性能之間的內(nèi)在關(guān)系，以促進(jìn)電化學(xué)設(shè)備的合理設(shè)計(jì)。電化學(xué)表征技術(shù)主要基于電信號(hào)的測(cè)量，包括電流和電勢(shì)，這些方法可以根據(jù)電化學(xué)理論分析電信號(hào)來(lái)獲得豐富的信息，包括界面性質(zhì)的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)信息、表面上反應(yīng)物的數(shù)量以及電極的反應(yīng)性。然而，由于反應(yīng)物的化學(xué)指紋信息缺乏，很難在沒有經(jīng)驗(yàn)的情況下確定化學(xué)結(jié)構(gòu)。另外，從整個(gè)電極表面的響應(yīng)測(cè)量得到的電信號(hào)，是針對(duì)整個(gè)電極的，對(duì)于非均勻電極的結(jié)構(gòu)和性能無(wú)法進(jìn)行研究。因此，需要開發(fā)具有豐富化學(xué)信息和高空間分辨率（低至幾個(gè)納米）的原位表征方法，以全面了解電化學(xué)界面和過(guò)程。 電化學(xué)-針尖增強(qiáng)拉曼光譜（ EC-TERS）是一種具有納米尺度空間分辨率分子指紋信息的技術(shù)，可以用于實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)。
 

電化學(xué)-針尖增強(qiáng)拉曼光譜EC-TERS測(cè)試系統(tǒng)聯(lián)用優(yōu)勢(shì)
● 分子水平的一致性：拉曼光譜可以提供分子水平的信息，可以檢測(cè)到電化學(xué)界面上的單個(gè)分子。這使得我們能夠研究電化學(xué)反應(yīng)的瞬間變化。
● 高空間分辨率：通過(guò)使用針尖增強(qiáng)拉曼光譜（TERS）技術(shù)，可以在納米探針上實(shí)現(xiàn)高空間分辨率。這使得我們能夠研究界面的局部結(jié)構(gòu)。
● 可以在液體環(huán)境下工作：拉曼光譜可以在液體環(huán)境下進(jìn)行測(cè)量，這對(duì)于研究電化學(xué)修飾過(guò)程非常重要。傳統(tǒng)的電化學(xué)表征技術(shù)通常需要在干燥的條件下進(jìn)行測(cè)量，而拉曼光譜可以在多孔溶液中直接進(jìn)行測(cè)量。
● 化學(xué)指紋信息：拉曼光譜可以提供化學(xué)指紋信息，通過(guò)分析拉曼光譜的峰位和強(qiáng)度，可以研究反應(yīng)的中間體、吸附物和反應(yīng)產(chǎn)物。
● 非破壞性測(cè)量：拉曼光譜是一種非破壞性測(cè)量技術(shù)，不需要對(duì)樣品進(jìn)行特殊處理或標(biāo)記。這使得我們能夠?qū)﹄娀瘜W(xué)界面進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

電化學(xué)-針尖增強(qiáng)拉曼光譜EC-TERS測(cè)試系統(tǒng)方案

電化學(xué)-針尖增強(qiáng)拉曼光譜測(cè)試系統(tǒng)

系統(tǒng)采用倒置顯微鏡結(jié)構(gòu)，底部激發(fā)，底部拉曼信號(hào)收集。兼容常規(guī)拉曼測(cè)試、常規(guī)電化學(xué)拉曼測(cè)試，針尖增強(qiáng)拉曼測(cè)試。電化學(xué)池位于XY壓電位移臺(tái)上，可以進(jìn)行納米級(jí)的步進(jìn)移動(dòng)； 探針鏈接XYZ壓電位移臺(tái)，可進(jìn)行三維精細(xì)調(diào)節(jié)；從而實(shí)現(xiàn)探針-激光-樣品三位一體。

 

技術(shù)參數(shù)
 

光譜分辨率	<2cm-1
激發(fā)光源	532nm激光器，100mW 633nm激光器，>15mW
光譜儀焦距	320mm，配置3塊光柵
探測(cè)器	≥2000*256像素，300-1000nm響應(yīng)，峰值效率高于90%，芯片深度制冷到-60℃
常規(guī)拉曼空間分辨率	<1um@XY方向