Option High-Res
Erhöhen Sie die räumliche Auflösung Ihres SECM-Systems durch die Integration eines piezoelektrischen Positioniersystems. Dieses ermöglicht eine Auflösung von bis zu 1,5 nm bei einer Wiederholgenauigkeit von 0.2 nm für hochauflösende SECM Untersuchungen.
Option High-Res erweitert das Sensolytics Base SECM um ein piezoelektrisches Positioniersystem, welches in den Probenhalter integriert wird. Dieser zusätzliche Piezotisch ermöglicht hochpräzise Bewegungen der Sonde entlang der X-, Y- und Z-Achse mit einem Verfahrweg von 100 µm pro Achse.
Durch die Verwendung einer closed-loop Positionierung mittels hochauflösender Silizium-Sensor-Technologie erreicht Option High-Res eine nominale Auflösung von 1,5 nm sowie eine Wiederholgenauigkeit von 0,2 nm. Der closed-loop Regelkreis kompensiert dabei die Hysterese sowie einen möglichen Drift des piezobasierten Positioniersystems, wodurch reproduzierbare Positionierung der Sonde sowie konstante Ergebnisse bei aufeinanderfolgenden Messungen, gewährleistet werden.
Neben der Verbesserung der Positioniergenauigkeit beinhaltet die Option High-Res auch eine automatisierte softwarebasierte Neigungswinkelkorrektur zur Kompensation von Effekten, die durch eine Verkippung der Probenoberfläche relativ zur SECM-Sonde entstehen. In dieser Prozedur wird die Neigungsebene der Probe auf der Basis von drei Referenzpositionen berechnet und der Sondenabstand während eines SECM-Abbildungsexperiments entsprechend dieser Ebene angepasst. Durch diese Anpassung des Arbeitsabstandes werden Positionierungsfehler im constant-height Modus minimiert und die Abbildungsgenauigkeit insgesamt erhöht. Die Neigungswinkelkorrektur kann daher als Brücke zwischen klassischen constant-height Experimenten mit konstanter z-Position der Sonde und distanzkontrollierten SECM-Experimenten, bei denen der Arbeitsabstand während des gesamten Experiments entlang der Probenkontur nachgeregelt und somit konstant gehalten wird (siehe Option Shearforce), angesehen werden.
Hauptmerkmale
- Positionierung im Nanobereich: Das in den Sondenhalter integrierte piezoelektrische XYZ-Positioniersystem ermöglicht eine präzise Kontrolle der Sondenposition während der Annäherung und für Flächenexperimente.
- Automatische Neigungswinkelkorrektur: Die softwarebasierte Neigungswinkelkorrektur sorgt für einen konsistenten Abstand zwischen Sonde und Probe über den gesamten Scanbereich hinweg.
- Optimiert für kleine Sonden: Ermöglicht stabile Messungen mit Ultramikro- und Nanoelektroden, bei denen die Positioniergenauigkeit entscheidend ist.
- Modulare Architektur: Erweitert das Base SECM, ohne dass Änderungen am bestehenden Positioniersystem oder am elektrochemischen Aufbau erforderlich sind.
Technische Daten
Option Shearforce
Option zur Integration der scherkraftbasierten Distanzkontrolle zur Separation topografischer und elektrochemischer Signale. Unterstützt Untersuchungen an rauen Oberflächen und an Proben mit Strukturmerkmalen unter 1 µm.
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Option SPECM
Die Integration einer optischen Faser mit konzentrischer Goldringelektrode ermöglicht die lokale Beleuchtung und ortsaufgelöste elektrochemische Charakterisierung von lichtaktiven Materialien mittels Rasterphotoelektrochemischer Mikroskopie (SPECM).
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Option Video
Das Videomakrosystem ermöglicht eine visuelle Kontrolle der Probenausrichtung und Sondenpositionierung. Es beinhaltet ein manuelles Zoom Objektiv (1: 0,7-4,5) mit monochromer USB CCD Kamera, montiert auf einem frei positionierbaren Stativ für eine Live-Ansicht des Sonden-Proben-Bereichs.
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Ultramikroelektroden
Ultramikroelektroden aus unterschiedlichen Elektrodenmaterialien für hohe räumliche Auflösungen, mit minimierten kapazitiven Beiträgen und schneller Einstellung des stationären Stromes, sind sie unter anderem für die quantitative Analyse lokaler Kinetiken und Massentransportprozessen geeignet.
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Nanoelektroden
Nanoelektroden ermöglichen elektrochemische Messungen im Nanometerbereich. Ihre geringe Größe minimiert die Beeinflussung des zu messenden Systems und ermöglicht es, auch sehr lokalisierte elektrochemische Aktivität zu untersuchen.
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SECCM & SICM
Glasmikro- und Nanopipetten für die Rasterionenleitfähigkeitsmikroskopie (SICM) und die elektrochemische Rasterzellmikroskopie (SECCM). Sie ermöglichen die ortsaufgelöste elektrochemische Untersuchung von Probenbereichen mit einer Auflösung bis in den Submikrometerbereich.
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Polarisationsmesszellen
Diese elektrochemischen Zellen ermöglichen eine kontrollierte Probepolarisation von der Ober- bzw. Unterseite oder unterstützen den Einsatz von Makroelektroden als Substrat.
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Spezialisierte Zellen
Unsere Auswahl an spezialisierten SECM-Zellen ist auf anwendungsspezifische Experimente zugeschnitten. Neben Messzellen, die für die Verwendung von Dickfilmelektroden (screen-printed electrodes, SPE) optimiert sind, sind weitere Sets für temperaturkontrollierte Studien sowie für Experimente mit Flüssigkeits- oder Gasfluss erhältlich.
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Referenz- und Gegenelektroden
Entdecken Sie eine umfangreiche Auswahl an miniaturisierten Referenz- und Gegenelektroden für zuverlässige elektrochemische Messungen. Diese umfasst wässrige und gelbasierte Ag/AgCl-Referenzelektroden, miniaturisierte Wasserstoffreferenzelektroden sowie platinbasierte Gegenelektroden in Netz- und Wendelform.
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Picoplot Dispender
Piezoelektrisches Dispensiersystem zur präzisen Beschichtung mit Tropfen im Picoliterbereich. Erlaubt die Herstellung von Materialbibliotheken, kombinatorischen Proben sowie die kontrollierte Platzierung von Lösungen zur Funktionalisierung.
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Poliersystem
Poliersystem für Mikro- und Nanoelektroden, welches eine reproduzierbare Oberflächenvorbereitung, reproduzierbare elektrochemische Reaktionen und eine verlängerte Sondenlebensdauer gewährleistet.
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Faradaykäfige
Unsere Faradaykäfige sind aus robustem, lackiertem Stahl gefertigt und für Sensolytics SECM- und SDC-Systeme optimiert. Neben einer exzellenten Rauschunterdrückung für hochsensitive elektrochemische Experimente, gewährleistet die große Frontöffnung einen bequemen Zugang und eine einfache Handhabung innerhalb des Käfigs.
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Häufige Fragen
Option High-Res erweitert das Base SECM um ein piezoelektrische XYZ-Positioniersystem für eine hochpräzise Positionierung der SECM-Sonde. Die piezobasierte Positioniereinheit wird in den Probenhalter des Base SECM-Systems integriert und bietet einen Verfahrweg von 100 µm in jeder Raumrichtung (closed-loop mittels hochauflösender Silizium-Sensor-Technologie) für eine reproduzierbare Positionierung bis in den Nanometerbereich. In den SECM-Systemen von Sensolytics bietet diese Option zudem eine softwaregestützte Neigungswinkelkorrektur für eine Regelung des Abstands zwischen Sonde und Probe während eines Flächenexperiments, was insbesondere bei der Arbeit mit Ultramikro- und Nanoelektroden von großem Nutzen ist.
Eine closed-loop Positionierung bedeutet, dass die Position des piezoelektrischen Positionssystems kontinuierlich mittels eines hochauflösenden Silizium-Sensors gemessen und mit dem Sollwert der Positionierung abgeglichen wird. Jede Abweichung von diesem Sollwert wird mittels eines Regelkreises in Echtzeit aktiv korrigiert. Dadurch werden intrinsische Nichtlinearitäten des Piezosystems ausgeglichen und Positionierungsfehler reduziert. Bei SECM-Messungen ermöglicht dies eine präzisere Positionierung, stabile Verfahrwege und eine höhere Reproduzierbarkeit, insbesondere in Experimenten, bei denen bereits geringe Abweichungen im Abstand zwischen der Sonde und der Probe die elektrochemische Reaktion erheblich beeinflussen.
Für die Option „High-Res“ bezieht sich die Auflösung (1.5 nm) auf den kleinsten Positionsschritt, den das piezoelektrische System steuern kann. Während die Wiederholgenauigkeit (0.2 nm) beschreibt, wie genau das System bei mehrfacher Ausführung derselben Bewegung wieder an dieselbe physikalische Position zurückkehrt.
Die Neigungswinkelkorrektur der Sensolytics Option High-Res ist ein softwarebasiertes Verfahren zur Kompensation einer Verkippung der zu untersuchenden Probe. In dieser Prozedur wird die Oberflächenebene durch drei Annäherungskurven an verschiedene Referenzpositionen berechnet. Während eines Flächenexperiments wird dann die z-Position der Sonde auf der Basis dieser berechneten Ebene angepasst. Durch diesen Ausgleich der Probenverkippung sorgt das System für einen gleichmäßigeren Arbeitsabstand zwischen der Sonde und der Probe über den gesamten Scanbereich hinweg, wodurch Schwankungen im Messsignal reduziert und die Zuverlässigkeit der Abbildung im constant-height Modus insgesamt verbessert wird.
Allerdings basiert die Berechnung der Oberflächenebene und damit für den einzustellenden Sonden-Substrat-Abstand in dieser Methode auf dem an der Sonde aufgezeichneten elektrochemischen Signal. Das für die Neigungswinkelkorrektur verwendete Rückkopplungssignal hängt also von der lokalen elektrochemischen Aktivität der Probe ab, welche das eigentliche Ziel eines jeden SECM-Experiments darstellt. Daher kann die Neigungswinkelkorrektur nur angewendet werden, solange auf der Probe Bereiche ähnlicher elektrochemischer Aktivität vorliegen, auf denen eine Analyse der Verkippung möglich ist. Andernfalls würden deutliche Veränderungen der Oberflächenreaktivität an den jeweiligen Referenzpunkten als ein veränderter Arbeitsabstand interpretiert werden, was zu einer fehlerhaften Tiltebenenberechnung und somit zu einer Beeinflussung des Flächenexperiments führen würde.
Für eine weiterreichende Abstandsregelung kann die Option High-Res mit der Option Shearforce erweitert werden. Im Shearforce-Modus wird der Abstand zwischen Sonde und Probe unabhängig vom elektrochemischen Signal geregelt. Dazu wird eine Nanoelektrode in Schwingung versetzt. Die Veränderung dieses Schwingungssignals (Amplitude und Phase) ist unabhängig von der elektrochemischen Aktivität und bildet die Basis für den rückgekoppelten Regelkreis zur Einstellung des Arbeitsabstandes. Durch die Verwendung eines von der Elektrochemie unabhängigen Messsignals für die Abstandsbestimmung, werden topografische und elektrochemische Informationen voneinander entkoppelt und ein echter Distanzkontrollmechanismus über das gesamte Flächenexperiment aufgebaut. Dadurch können zuverlässige Messungen auch auf rauen Oberflächen oder an Proben mit erheblichen Schwankungen der lokalen elektrochemischen Aktivität durchgeführt werden.
