原位电化学样品杆是一种在电化学研究中广泛使用的特殊实验器材,它能够在不改变样品的情况下,对样品进行电化学测试,从而直接观察和分析电化学反应过程及其机理。通常与透射电子显微镜(TEM)或其他原位表征技术结合使用。它能够在电化学反应发生时,实时、高分辨率地观察和记录样品表面的形貌变化、反应产物的生成与演变等过程。这种技术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、电极系统:包括工作电极、参比电极和对电极(或辅助电极)。这些电极被巧妙地集成在样品杆上,以确保在电化学反应过程中能够稳定、可靠地工作。
2、电解质容器:用于容纳电解质溶液,为电化学反应提供必要的环境。电解质容器通常设计为微纳尺度,以适配TEM等原位表征技术的观测需求。
3、观测窗口:通常采用超薄氮化硅(SiNx)薄膜等透明材料作为观测窗口,以确保电子束能够穿透并清晰成像。观测窗口的厚度和质量对于成像分辨率具有重要影响。
4、封装结构:用于将电极系统、电解质容器和观测窗口封装在一起,形成密封的反应室。封装结构的设计需要兼顾密封性、稳定性和耐腐蚀性等多个方面。