原位电化学芯片是一种集成了工作电极、参比电极和对电极(或辅助电极)的微纳结构芯片,能够在高真空或特定液体环境中,对电化学反应进行原位、实时、高分辨率的观察和记录。它克服了传统电化学测试方法中无法直接观察反应界面的局限,为深入理解电化学反应机理提供了有力工具。
1、基底材料:一般采用高纯度的硅片或其他适合微纳加工的基底材料。
2、电极系统:包括工作电极、参比电极和对电极(或辅助电极)。电极材料可根据实验需求进行定制,如金、铂、碳等。
3、电解质层:位于电极之间的薄层电解质,用于传导离子并促进电化学反应的发生。
4、观测窗口:通常采用超薄氮化硅(SiNx)薄膜作为观测窗口,其厚度可低至几纳米至几十纳米,以确保电子束能够穿透并清晰成像。
5、封装结构:用于将电极、电解质和观测窗口封装在一起,形成密封的反应室,以防止外界干扰和液体蒸发。