JPH06105262B2 - 電気化学測定およびトンネル電流同時測定方法および装置 - Google Patents

電気化学測定およびトンネル電流同時測定方法および装置

Info

Publication number
JPH06105262B2
JPH06105262B2 JP62299548A JP29954887A JPH06105262B2 JP H06105262 B2 JPH06105262 B2 JP H06105262B2 JP 62299548 A JP62299548 A JP 62299548A JP 29954887 A JP29954887 A JP 29954887A JP H06105262 B2 JPH06105262 B2 JP H06105262B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sample
potential
chip
tunnel current
measurement
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP62299548A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH01141302A (ja
Inventor
英介 冨田
寿彦 作原
謹悟 板谷
Original Assignee
セイコー電子工業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by セイコー電子工業株式会社 filed Critical セイコー電子工業株式会社
Priority to JP62299548A priority Critical patent/JPH06105262B2/ja
Priority to US07/276,227 priority patent/US4969978A/en
Priority to EP88311141A priority patent/EP0318289B1/en
Priority to DE3854992T priority patent/DE3854992T2/de
Publication of JPH01141302A publication Critical patent/JPH01141302A/ja
Publication of JPH06105262B2 publication Critical patent/JPH06105262B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01Q—SCANNING-PROBE TECHNIQUES OR APPARATUS; APPLICATIONS OF SCANNING-PROBE TECHNIQUES, e.g. SCANNING PROBE MICROSCOPY [SPM]
    • G01Q60/00—Particular types of SPM [Scanning Probe Microscopy] or microscopes; Essential components thereof
    • G01Q60/02—Multiple-type SPM, i.e. involving more than one SPM techniques
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y35/00—Methods or apparatus for measurement or analysis of nanostructures
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01Q—SCANNING-PROBE TECHNIQUES OR APPARATUS; APPLICATIONS OF SCANNING-PROBE TECHNIQUES, e.g. SCANNING PROBE MICROSCOPY [SPM]
    • G01Q60/00—Particular types of SPM [Scanning Probe Microscopy] or microscopes; Essential components thereof
    • G01Q60/10—STM [Scanning Tunnelling Microscopy] or apparatus therefor, e.g. STM probes
    • G01Q60/16—Probes, their manufacture, or their related instrumentation, e.g. holders
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01Q—SCANNING-PROBE TECHNIQUES OR APPARATUS; APPLICATIONS OF SCANNING-PROBE TECHNIQUES, e.g. SCANNING PROBE MICROSCOPY [SPM]
    • G01Q60/00—Particular types of SPM [Scanning Probe Microscopy] or microscopes; Essential components thereof
    • G01Q60/60—SECM [Scanning Electro-Chemical Microscopy] or apparatus therefor, e.g. SECM probes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S977/00—Nanotechnology
    • Y10S977/84—Manufacture, treatment, or detection of nanostructure
    • Y10S977/849—Manufacture, treatment, or detection of nanostructure with scanning probe
    • Y10S977/852—Manufacture, treatment, or detection of nanostructure with scanning probe for detection of specific nanostructure sample or nanostructure-related property

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電気化学測定およびトンネル電流同時測定を行
なう方法に関し、この方法を使用する装置に関する。
具体的には、溶液中で試料を電位規制し電気化学測定を
行わせ、同時に試料とチップ間に流れるトンネル電流を
検出する方法および装置に関する。さらに検出したトン
ネル電流より試料表面の像として表わす、電気化学反応
中での走査型トンネル顕微鏡に関する。
〔発明の概要〕
本発明は従来不可能であった、電気化学測定およびトン
ネル電流を同時に測定する方法である。
試料を電位規制し電気化学反応を行い、その際に試料と
対極との間に流れる電流を検出し、同時にチップも電位
規制し、試料とチップとの電位差により流れるトンネル
電流を測定するという方法である。この際試料の電位走
査を行えば、各電位でのトンネル電流の検出により、試
料での電気化学反応の解明が可能であり、一方、試料電
位を一定にし、チップの電位を走査することで、試料と
チップ間の電位差を変化させ、試料表面でのたとえば析
出物質の同定等が可能となる。また、対極と参照電極を
一体化した１つの電極にすることにより、測定系の小型
化、簡略化が可能となる。
上述した方法を実施する本発明の装置は、試料，対極，
参照電極およびチップを溶液中に設置した電気化学セ
ル，試料の電位を設定する手段及び試料と対極とに流れ
る電流を検出する手段，チップの電位を設定する手段及
び試料とチップとに流れるトンネル電流を検出する手段
及びトンネル電流が流れる距離にチップを移動する手段
より構成される。場合によっては、試料の電位及びチッ
プの電位が走査可能な手段も含む。さらに、試料とチッ
プとの電位差を一定にし、チップを試料表面をXY軸に走
査し、その際、検出したトンネル電流がほぼ一定になる
ようチップと試料の距離を制御するＺ軸制御を行い、チ
ップの位置を三次元表示で表わすことにより、試料表面
の像を表わす、電気化学測定中での走査型トンネル顕微
鏡も含む。
〔従来の技術〕
試料の電位規制を行い電流検出し、電気化学反応を解明
する手法は一般的であり、装置としてもポテンシオスタ
ット，ポーラログラフィーなどとして市販されている。
一方、試料とチップ間に電圧を印加しトンネル電流を検
出する方法も一般的であり、さらに検出したトンネル電
流により試料の表面像として表わす手段としては走査型
トンネル顕微鏡として知られている。この走査型トンネ
ル顕微鏡に関しては、例えば米国特許第4343993号明細
書等において周知であり、超高真空下での測定が行われ
てきたが、最近では大気中、溶液中での測定も可能とな
っている。
しかし、電気化学反応、例えば、電気析出過程、電極の
腐食過程、各種電極反応を電気化学測定と同時にトンネ
ル電流を検出する方法は確立されておらず、不可能であ
った。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明の目的は、従来不可能であった、電気化学測定と
同時にトンネル電流を検出する方法、装置を与えること
にあり、さらに検出したトンネル電流により試料の表面
像を得るための、電気化学測定中での走査型トンネル顕
微鏡装置を与えることにある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明では試料，対極，参照電極およびチップを溶液中
に設置した電気化学セルを作製し，試料，対極，参照電
極の３電極システムにより、試料の電気化学制御を行な
う。同時に、チップ，対極，参照電極によりチップの電
位規制を行い、試料とチップとの電位差により生じるト
ンネル電流を検出することにより、電気化学測定および
トンネル電流同時測定を可能とした。また、この検出し
たトンネル電流を走査型トンネル顕微鏡に信号として入
力することで、電気化学測定中での走査型トンネル顕微
鏡装置を可能なものとする。
〔作用〕
溶液中における試料電極の挙動は電気化学の重要な分野
であり、電解工業，防食，表面処理技術，メッキ工業あ
るいは半導体工業と密接な関係がある。電気化学反応の
多くは、電極−溶液界面で起こっており、電極表面の構
造が本質を握っており、電極電位の制御下で、電極表面
の構造を原子レベルで観測することは、電気化学反応、
例えば、電解析出過程、電極の腐食過程、各種電極反応
過程の解明にとって重要なことである。
本発明は上述した電極電位の制御下で、電極表面の構造
を原子レベルで観測するための方法を提供し、装置を可
能にしたものである。
具体的に作用について述べると、まず、本発明により試
料電位を固定しトンネル電流の測定が可能となった。こ
のことは、試料電位で行われている電極反応をトンネル
電流の変化で解析でき、トンネル電流が一定になるよう
に、試料表面を走査することで、試料表面の構造の変化
として解析が可能である。周知である溶液中での走査型
トンネル顕微鏡は、単に溶液中の試料表面を走査型トン
ネル顕微鏡で観測を行なうものであり、本発明による試
料電位制御下でのトンネル電流の検出により電極反応の
本質の解明が可能となる。
次に試料電位を走査し、試料とチップとの電位差を一定
にした場合の作用を述べる。通常、試料の電位−電流曲
線（サイクリックボルタモグラム）より電極反応の過程
の解析が行われているが、本発明による方法および装置
を用いることにより、サイクリックボルタモグラムの各
電位におけるトンネル電流が測定され、さらに各電位に
おける試料表面の構造が得られ、電気化学反応を電極表
面構造と対応させて解析することが可能となる。
最後に、試料電位を一定にし、チップの電位を走査した
場合は、走査型トンネル顕微鏡で周知であるSTS（スキ
ャンニングトンネルスペクトロスコピィー）が、試料電
位制御下で可能となり、試料表面の仕事関数の測定，試
料表面の物質の同定が可能であり、試料表面の原子像の
みでなく、吸着原子，吸着分子の測定等が可能である。
〔実施例〕 以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
（実施例１） 第１図に本発明による電気化学測定およびトンネル電流
同時測定装置の概略図を示す。試料1,参照電極2,対極3,
チップ4,を容器５に満たされた溶液６中に設置し電気化
学セルとする。この際、試料は導電性を有する物質ある
いは導電性を有する物質上に被覆された修飾電極等が可
能である。参照電極としては、電気化学で一般的に用い
られる参照電極であり、SCE,銀−塩化銀電極が代表的で
ある。チップは走査型トンネル顕微鏡で一般的に用いら
れる種々の材質が可能であり、代表的には白金，タング
ステンを用いる。ただし本発明におけるチップは、電気
化学反応によって流れる電流を極力少なくし、試料とチ
ップとの間のトンネル電流が主となるようにしなければ
ならず、チップの極微少な先端部以外は絶縁体で被覆さ
れている。このチップの作製方法は実施例２で詳細に述
べる。上述した電気化学セルは、振動等の外的な要因に
よりチップと試料との距離変動を防ぐため、除震台13上
に設置される。試料1,参照電極2,対極３は試料電位制御
・試料電流検出部７に接続され、電源８による電圧を用
い、試料１の電位設定を行い、電気化学測定を行なう。
この試料電位制御・試料電流検出部７は試料電位・試料
電流記録部９と接続し、電位−電流曲線などの電気化学
測定を記録する。一方、チップ4,試料1,参照電極2,対極
３はいずれもチップと試料との電位差制御・トンネル電
流検出部10に接続し、電源12による電圧を用い、試料電
位制御・試料電流検出部とも接続した回路で、チップと
試料との電位差設定、トンネル電流の検出を行なう。こ
の試料電位制御・試料電流検出部７及び接続したチップ
と試料との電位差制御・トンネル電流検出部10の回路構
成が、本発明の重要な要素であるので、実施例３と４に
詳細に記述する。チップと試料との電流差制御・トンネ
ル電流検出部10はトンネル電流・チップと試料との電位
差記録部11に接続し記録される。また、チップ４が試料
１とトンネル電流が流れる距離に移動するための手段と
して粗動機構40があり、一般的に用いられるのはマイク
ロメーターである。
（実施例２） 本実施例では本発明の方法および装置に用いられるチッ
プの作製法について説明する。実施例１において述べた
が、チップは走査型トンネル顕微鏡で一般的に用いられ
る種々の材質が可能であり、代表的には白金，タングス
テンを用いる。しかし、本発明におけるチップは、電気
化学的反応によって流れる電流を極力少なくし、試料と
チップとの間のトンネル電流が主となるようにしなけれ
ばならず、チップの極微少な先端部以外は絶縁体で被覆
されなければならない。そこでチップの一実施例とし
て、白金を用いたチップの作製法を第２図に示す。
（１） 内径1mm程度のガラス毛細管14を熱しくびれを
作る。（２） 次にCu線15とＷ線16をスポット溶接す
る。さらにＷ線16に直径50μｍ程度のPt線17をスポット
溶接する。（３） （１）で作製したガラス毛細管14に
（２）で作製したものを挿入し、くびれ部分を熱で封入
する。（４） 先端を研磨し、極微少白金を露出して、
チップとする。このように作製したチップを0.05M硫酸
溶液中で使用した場合、典型的なトンネル電流値である
4nAのトンネル電流を観測した場合、溶液との電気化学
反応によってチップに流れるバックグラウンド電流は約
0.2nAであり、トンネル電流値の５％で無視することが
できた。
（実施例３） 本実施例では、本発明の主要となる回路構成について述
べる。第３図に試料1,参照電極2,対極3,チップ４の電極
を用いた場合の試料電位設定，試料電流測定，チップ電
位設定，トンネル電流測定の典型的な３つの回路を示
す。第３図（ａ）を例にとって詳細に説明する。試料1,
参照電極2,対極3,チップ４の４電極により構成された電
気化学セル18は、電圧入力E119で印加された電圧値e1が
ボルテージフォロアー21,ポテンシオスタット20を経て
試料の電位が参照電極２に対しe1に設定される。
この電位で行われる電気化学反応によって流れる試料電
流は、試料に接続された電流フォロアー22を経て、試料
電流出力23より検出される。前記電圧入力E119と試料電
流出力23とを記録部に入力することで、試料の電位−電
流曲線等の電気化学測定が可能となる。一方、チップ４
には電圧入力E224によりe2の電圧が加わり参照電極２に
対し、e1＋e2の電位に設定される。チップの電位（e1＋
e2）と試料の電位（e1）との電位差（e2）によりチップ
と試料との間に流れるトンネル電流がトンネル電流出力
25によって測定される。電圧入力E224とトンネル電流出
力25の値を記録部に入力することで、トンネル電流，チ
ップと試料との電位差が測定される。以上が電気化学測
定およびトンネル電流同時測定の回路の一実施例であ
る。ここで電圧入力E119をファンクションジェネレータ
ーを用いれば、試料の電位の走査が可能となる。一方、
電流出力E224の方にファンクションジェネレーターを用
いることで、試料とチップとの電位差を容易に変化させ
ることができる。
（実施例４） 本実施例では、参照電極と対極が一体化した１つの電極
の場合について述べる。電気化学測定およびトンネル電
極同時測定装置においては、電気化学セルはできるだけ
小型化・簡略化が必要である。そのためには電極の数が
少ない方が良いことになる。試料，チップ，対極は本発
明の方法、装置においては不可欠な要素である。そこで
参照電極を省略するということが考えられるが、電気化
学測定においては、電位設定は参照電極を基準に行って
おり、電位設定が困難になる。本実施例では前記問題点
を解決するため、参照電極と対極が一体化した１つの電
極（以下本電極を本実施例では対極と呼ぶ）を用いた場
合を示す。この場合の対極に用いられる条件としては、
可逆電位を示し、それが長時間安定であり、電気化学測
定の際、試料との間に流れる電流によって電位は無視で
きる程度にしか変化せず、また、微少電流が電極に流れ
電位が変化した場合にも、ヒステリシスを示さずすぐに
もとの電位に戻ることが必要である。前記条件のもと、
本実施例で下記の２つの電極を用いた。１つは、銀イオ
ンが溶液中に存在する場合の銀電極である。これは銀−
銀イオン電極となり安定に駆動できた。もう１つは、溶
液中にハロゲンイオンを含む時の銀線であり、銀−ハロ
ゲン化銀電極として安定に駆動できた。その他、前記条
件を示すものは対極として可能である。
（実施例５） 本実施例では、試料，チップ，対極（実施例４で示した
参照電極も兼ね備えた対極）の３電極を用いた回路構成
を示す。基本的には、第３図の（ａ），（ｂ）の回路構
成において、対極と参照電極を短絡させれば可能であ
る。第４図には、この場合のもう１つの回路の一実施例
を示す。これは第３図に比べ簡略したものであり、ボル
テージフォロアーを除いている。対極３（参照電極も兼
ね備えている）の電位が安定な場合、試料は対極に対し
e1の電位に設定され、一方、チップは対極に対しe2の電
位に限定される。その結果、チップと試料との電位差は
e2−e1となり、その電位差に応じたトンネル電流が検出
される。
（実施例６） 第１図に示した電気化学測定およびトンネル電流同時測
定を用いた、電気化学測定中での走査型トンネル顕微鏡
装置の構成図を示す。実施例１においてトンネル電流の
測定までは記述したので、それ以後について説明する。
チップ４は粗動機構40によりトンネル電流の流れる距離
まで試料１に近づけられるが、粗動機構40の他に、Ｚ軸
微動機構26,XY軸微動機構27に接続している。このＺ軸
微動機構,XY軸微動機構は圧電素子で一般的には作製さ
れており、電圧印加によりチップの移動が可能となり、
移動距離は電圧の関数として表わすことができる。その
ため、Ｚ軸微動機構26は電圧制御をするＺ軸制御部28と
接続しており、XY軸微動機構27は電圧制御をするXY制御
部29と接続している。チップと試料との電位制御，トン
ネル電流検出部10で検出されたトンネル電流値を一定電
流値にするようにＺ軸制御部28で印加電圧値を調節し、
Ｚ軸微動機構26によりチップ４の距離の調節を行なう。
一方、XY軸制御部29の電圧値を調節することでXY軸微動
機構27によりチップ４が試料１表面を面内走査すること
が可能となる。このXY軸制御部29及びＺ軸制御部28の印
加電圧チップ４の三次元位置として表わすように、マイ
クロコンピュータ30で処理することで、試料表面の像と
して表わすことができる。
以上、前述した装置により、試料電位を固定し、試料表
面の像を形成することが可能となり、試料電位を走査し
た場合には、試料の電気化学測定と同時に、試料表面の
像を形成することが可能となった。
（実施例７） 本発明における装置を用いた具体的な測定例について述
べる。試料には、HOPG（ハイオーダーパイオリティック
グラファイト）を用い、参照電極を兼ね備えた対極には
銀線をコイル状にした電極を用いた。チップとしては実
施例２で示したチップを用いた。陽気に溶液として過塩
素酸銀を入れ、試料としてHOPG,対極として前記銀線、
および前記チップを設置し電気化学セルとした。この場
合、溶液中に銀イオンが存在し銀線を用いた場合、銀−
銀イオン電極として動作し、参照電極を兼ね備えた対極
として可能である。この電気化学セルを実施例６で示し
た電気化学測定中での走査型トンネル顕微鏡装置を用
い、電気化学測定およびトンネル電流の同時測定を行
い、試料の表面画像を形成した。用いた電気化学測定お
よびトンネル電流同時測定の回路は実施例５で示した第
４図のものである。結果を第６図，第７図に示す。ま
ず、対極である銀−銀イオン電極に対し0.3VにHOPGの電
位を固定する。同時にチップの電位を0.23V vs Ag/Ag+
に固定しチップを試料表面を走査することで、試料の表
面像を形成したものを第７図の（Ａ）に示す。この試料
電位においては銀の析出は起こらず、HOPG表面の像が形
成された。次に試料電位を負の方向に走査し第６図に示
す電位−電流曲線を測定する。試料電位が−0,05V vs A
g/Ag+付近より負電流が流れ銀の析出が起こる。0.35V v
s Ag/Ag+付近で電位を戻し、0.10V vs Ag/Ag+付近で電
位を固定する。（第６図（Ｂ）の位置）この電位で、チ
ップを走査し得られた試料表面の像を第７図の（Ｂ）に
示す。HOPGの表面の像（第７図（Ａ））とは異なり、HO
PG上に銀の析出した像が見られた。さらに試料の電位を
正の方に走査すると、（第６図）正の電流が流れ、析出
した銀の溶解が起こる。電流値が減少した電位（第６図
（Ｃ））で電位を固定し、チップを走査し試料表面の像
を形成した。（第７図（Ｃ））第６図のサイクリックボ
ルタモグラムと一致し、HOPG表面の像が得られ、銀の溶
解が確認された。以上本実施例により、本発明における
装置を用い、電気化学測定およびトンネル電流の同時測
定が可能となり、検出したトンネル電流を用い試料表面
の像を形成することが可能となった。
〔発明の効果〕
本発明により、電気化学測定およびトンネル電流同時測
定が可能となり、また検出したトンネル電流が一定にな
るように、試料表面を走査することで、試料表面の像と
して表わすことが可能となった。本発明による装置を用
いれば、電気化学反応を電極表面の構造と関連させ解析
することが可能となり、電解工業，防食，表面処理技
術，メッキ工業あるいは半導体工業に重要な装置を提供
することになり、工業的メリットは大きい。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による電気化学測定およびトンネル電流
同時測定概略図、第２図（１）〜（４）は本発明に用い
るチップの作製方法を示す説明図、第３図（ａ）〜
（ｃ）は本発明における試料電位設定，試料電流測定，
チップ電位設定，トンネル電流測定の回路図、第４図は
試料，チップ，対極の３電極を用いた場合の回路構成の
一実施例を示す図、第５図は電気化学測定中での走査型
トンネル顕微鏡装置構成図、第６図は第５図における装
置（第４図の回路を用いたもの）によるサイクリックボ
ルタモグラム、第７図（ａ）〜（ｃ）は第６図の各電位
で測定した試料表面の像を示す説明図である。

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】（ａ） 試料，対極，参照電極およびチッ
    プとを溶液中に設置した電気化学セルにおいて、 （ｂ） 試料の電位を設定することにより、試料に電気
    化学反応を行わせ、 （ｃ） 試料と対極とに流れる電流値を検出し、 （ｄ） 一方、試料とトンネル電流が流れる距離にチッ
    プを移動し、 （ｅ） チップの電位を設定し、 （ｆ） チップと試料との電位差により流れるトンネル
    電流を検出することより成る、 電気化学測定およびトンネル電流同時測定方法。
  2. 【請求項２】前記試料の設定電位が走査可能であること
    を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電気化学測定
    およびトンネル電流同時測定方法。
  3. 【請求項３】前記チップの電位が走査可能であることを
    特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電気化学測定お
    よびトンネル電流同時測定方法。
  4. 【請求項４】前記対極と参照電極が一体化した１つの電
    極である特許請求の範囲第１項，第２項および第３項の
    いずれか一つの項に記載の電気化学測定およびトンネル
    電流同時測定方法。
  5. 【請求項５】（ａ） 試料，対極，参照電極およびチッ
    プとを溶液中に設置した電気化学セルにおいて、 （ｂ） 試料の電位を設定するための手段と、 （ｃ） 試料と対極とに流れる電流を検出するための手
    段と、 （ｄ） 一方、試料とトンネル電流が流れる距離にチッ
    プを移動するための手段と、 （ｅ） チップの電位を設定するための手段と、 （ｆ） チップと試料との電位差により流れるトンネル
    電流を検出するための手段より成る、 電気化学測定およびトンネル電流同時測定装置。
  6. 【請求項６】前記試料の設定電位が走査可能であること
    を特徴とする特許請求の範囲第５項記載の電気化学測定
    およびトンネル電流同時測定装置。
  7. 【請求項７】前記チップの電位が走査可能であることを
    特徴とする特許請求の範囲第５項記載の電気化学測定お
    よびトンネル電流同時測定装置。
  8. 【請求項８】前記対極と参照電極が一体化した１つの電
    極である特許請求の範囲第５項，第６項および第７項の
    いずれか一つの項に記載の電気化学測定およびトンネル
    電流同時測定装置。
  9. 【請求項９】（ａ） 試料，対極，参照電極およびチッ
    プとを溶液中に設置した電気化学セルにおいて、 （ｂ） 試料の電位を設定するための手段と、 （ｃ） 試料と対極とに流れる電流を検出するための手
    段と、 （ｄ） 一方、試料とトンネル電流が流れる距離にチッ
    プを移動するための手段と、 （ｅ） 試料とチップとの電位差を一定するための手段
    と、 （ｆ） チップと試料との電位差により流れるトンネル
    電流を検出するための手段と、 （ｇ） 検出したトンネル電流値がほぼ一定になるよう
    に、試料とチップとの距離を制御するＺ軸微動機構およ
    び制御手段と、 （ｈ） かつチップが試料表面を走査するためのXY軸微
    動機構および制御手段と、 （ｉ） 前記Ｚ軸微動機構の制御手段およびXY軸微動機
    構の制御手段により、チップの位置を三次元表示で表わ
    す手段より成り、試料表面の像を表わす、 電気化学測定およびトンネル電流同時測定装置。
  10. 【請求項１０】前記試料の設定電位が走査可能であるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第９項記載の電気化学測
    定およびトンネル電流同時測定装置。
  11. 【請求項１１】前記チップの電位が走査可能であること
    を特徴とする特許請求の範囲第９項記載の電気化学測定
    およびトンネル電流同時測定装置。
  12. 【請求項１２】前記対極と参照電極が一体化した１つの
    電極である特許請求の範囲第９項，第10項および第11項
    のいずれか一つの項に記載の電気化学測定およびトンネ
    ル電流同時測定装置。
JP62299548A 1987-11-27 1987-11-27 電気化学測定およびトンネル電流同時測定方法および装置 Expired - Lifetime JPH06105262B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62299548A JPH06105262B2 (ja) 1987-11-27 1987-11-27 電気化学測定およびトンネル電流同時測定方法および装置
US07/276,227 US4969978A (en) 1987-11-27 1988-11-23 Apparatus and method for tunnel current measurement observed simultaneously with electrochemical measurement
EP88311141A EP0318289B1 (en) 1987-11-27 1988-11-24 Apparatus and method for detecting tunnel current and electro-chemical reaction
DE3854992T DE3854992T2 (de) 1987-11-27 1988-11-24 Vorrichtung und Verfahren zur Feststellung eines Tunnelstroms und einer elektrochemischen Reaktion

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62299548A JPH06105262B2 (ja) 1987-11-27 1987-11-27 電気化学測定およびトンネル電流同時測定方法および装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH01141302A JPH01141302A (ja) 1989-06-02
JPH06105262B2 true JPH06105262B2 (ja) 1994-12-21

Family

ID=17874044

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP62299548A Expired - Lifetime JPH06105262B2 (ja) 1987-11-27 1987-11-27 電気化学測定およびトンネル電流同時測定方法および装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US4969978A (ja)
EP (1) EP0318289B1 (ja)
JP (1) JPH06105262B2 (ja)
DE (1) DE3854992T2 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013033003A (ja) * 2011-08-03 2013-02-14 Hitachi Ltd 走査型プローブ顕微鏡及びそれを用いた溶液中イオン検出方法
JP2014126480A (ja) * 2012-12-27 2014-07-07 National Institute Of Advanced Industrial & Technology マイクロ電極及びマイクロ電極の製造方法

Families Citing this family (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0363147B1 (en) * 1988-10-04 1996-06-05 Canon Kabushiki Kaisha Recording and reproducing apparatus and recording and reproducing method and recording medium for the recording and reproducing method
JP2814256B2 (ja) * 1989-01-31 1998-10-22 セイコーインスツルメンツ株式会社 電気化学測定トンネル電流同時測定装置およびトンネル探針
US4924091A (en) * 1989-02-01 1990-05-08 The Regents Of The University Of California Scanning ion conductance microscope
JP2835530B2 (ja) * 1989-12-12 1998-12-14 セイコーインスツルメンツ株式会社 走査型トンネル顕微鏡
US5202004A (en) * 1989-12-20 1993-04-13 Digital Instruments, Inc. Scanning electrochemical microscopy
US5155361A (en) * 1991-07-26 1992-10-13 The Arizona Board Of Regents, A Body Corporate Acting For And On Behalf Of Arizona State University Potentiostatic preparation of molecular adsorbates for scanning probe microscopy
EP0539731B1 (en) * 1991-09-27 1997-01-02 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Probe of scanning electrochemical microscope and method of manufacturing the same
US5348638A (en) * 1992-01-16 1994-09-20 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method of manufacturing a probe for a scanning tunneling microscope
US5476006A (en) * 1992-07-07 1995-12-19 Matsushita Electronics Corporation Crystal evaluation apparatus and crystal evaluation method
US5445011A (en) * 1993-09-21 1995-08-29 Ghislain; Lucien P. Scanning force microscope using an optical trap
US5497000A (en) * 1994-01-27 1996-03-05 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Method of electrochemical detection/identification of single organic molecules using scanning tunneling microscopy
US5440920A (en) * 1994-02-03 1995-08-15 Molecular Imaging Systems Scanning force microscope with beam tracking lens
US5515719A (en) * 1994-05-19 1996-05-14 Molecular Imaging Corporation Controlled force microscope for operation in liquids
US5866805A (en) * 1994-05-19 1999-02-02 Molecular Imaging Corporation Arizona Board Of Regents Cantilevers for a magnetically driven atomic force microscope
US5513518A (en) * 1994-05-19 1996-05-07 Molecular Imaging Corporation Magnetic modulation of force sensor for AC detection in an atomic force microscope
US5753814A (en) * 1994-05-19 1998-05-19 Molecular Imaging Corporation Magnetically-oscillated probe microscope for operation in liquids
US5750989A (en) * 1995-02-10 1998-05-12 Molecular Imaging Corporation Scanning probe microscope for use in fluids
US5495109A (en) * 1995-02-10 1996-02-27 Molecular Imaging Corporation Electrochemical identification of molecules in a scanning probe microscope
US5621210A (en) * 1995-02-10 1997-04-15 Molecular Imaging Corporation Microscope for force and tunneling microscopy in liquids
US5675154A (en) * 1995-02-10 1997-10-07 Molecular Imaging Corporation Scanning probe microscope
WO1996028837A1 (en) * 1995-03-10 1996-09-19 Molecular Imaging Corporation Hybrid control system for scanning probe microscopes
US5654546A (en) * 1995-11-07 1997-08-05 Molecular Imaging Corporation Variable temperature scanning probe microscope based on a peltier device
US5821545A (en) * 1995-11-07 1998-10-13 Molecular Imaging Corporation Heated stage for a scanning probe microscope
US6002131A (en) * 1998-03-25 1999-12-14 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Scanning probe potentiometer
JP4507310B2 (ja) * 1999-10-18 2010-07-21 株式会社村田製作所 積層セラミック素子の剥離方法及び積層セラミック素子の検査方法
AT410845B (de) * 2000-06-09 2003-08-25 Kranz Christine Dr Vorrichtung für die gleichzeitige durchführung einer elektrochemischen und einer topographischen nahfeld-mikroskopie
SE0004334D0 (sv) * 2000-11-24 2000-11-24 Sahltech Ab Electron spectroscopy
RU2248600C1 (ru) * 2003-09-26 2005-03-20 Зао "Нт-Мдт" Сканирующий зондовый микроскоп с электрохимической ячейкой
CN100543448C (zh) * 2005-02-05 2009-09-23 厦门大学 扫描隧道显微镜和扫描微电极联用测量系统及其测量技术
US7451646B2 (en) * 2005-07-28 2008-11-18 The Regents Of The University Of California Device and method for resonant high-speed microscopic impedance probe
JP4697709B2 (ja) * 2006-02-01 2011-06-08 セイコーインスツル株式会社 電気化学測定装置
JP5467473B2 (ja) * 2009-04-30 2014-04-09 国立大学法人東北大学 走査型電気化学イオンコンダクタンス顕微鏡、その探針及び探針の製造方法。
JP2010276488A (ja) * 2009-05-29 2010-12-09 Hitachi Ltd プローブ顕微鏡
GB201006364D0 (en) 2010-04-16 2010-06-02 Univ Warwick Intermittent control scanning electrochemical microscopy
CN109000600B (zh) * 2018-07-25 2020-09-18 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 测量和验证隔膜孔径的装置及其方法
FR3108179B1 (fr) * 2020-03-12 2022-03-11 Commissariat Energie Atomique utilisation de la microscopie électrochimique à balayage comme technique prédictive d’un essai de corrosion au brouillard salin

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2857320A (en) * 1955-02-25 1958-10-21 Cities Service Res & Dev Co Evaluation of corrosion inhibitors
US3098801A (en) * 1959-06-30 1963-07-23 Pure Oil Co Apparatus and method for measuring corrosiveness of aqueous liquids
US3479256A (en) * 1965-09-08 1969-11-18 Nat Steel Corp Process for testing the corrosion resistance of a metallic surface
DE3572030D1 (en) * 1985-03-07 1989-09-07 Ibm Scanning tunneling microscope

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓＬｅｔｌｅｎｓ４９〔１８〕（１９８６）（米）Ｐ．１１７２−１１７４

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013033003A (ja) * 2011-08-03 2013-02-14 Hitachi Ltd 走査型プローブ顕微鏡及びそれを用いた溶液中イオン検出方法
JP2014126480A (ja) * 2012-12-27 2014-07-07 National Institute Of Advanced Industrial & Technology マイクロ電極及びマイクロ電極の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPH01141302A (ja) 1989-06-02
DE3854992T2 (de) 1996-06-20
EP0318289A3 (en) 1993-01-13
US4969978A (en) 1990-11-13
DE3854992D1 (de) 1996-03-21
EP0318289B1 (en) 1996-02-07
EP0318289A2 (en) 1989-05-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH06105262B2 (ja) 電気化学測定およびトンネル電流同時測定方法および装置
Forster Microelectrodes: new dimensions in electrochemistry
CA2008941C (en) Tunnel probe and apparatus for simultaneously measuring electrochemical reaction and a tunneling current
JPS60187856A (ja) 金属めつき浴中の金属イオン濃度を監視する方法
Laitinen et al. A Chronopotentiometric Study of Adsorption.
US8327460B2 (en) Probe microscope and measurement method using the same
US20100306886A1 (en) Probe Microscope
JP2002506531A (ja) 電気メッキ浴中の添加物の測定法
Engstrom Spatial resolution of electrode heterogeneity using iontophoresis
De Vitre et al. Preparation and properties of a mercury-plated iridium-based microelectrode
US5885434A (en) Method and apparatus for performing fine working
EP0598380B1 (en) Method of monitoring constituents in plating baths
Bishop et al. Differential Electrolytic Potentiometry Determination of Nanogram Quantities of Halides at Extreme Dilution by Constant Current Coulometry.
US5298131A (en) Method of monitoring metal ion content in plating baths
Kovács et al. Automatic target location strategy–a novel approach in scanning electrochemical microscopy
JPH05288714A (ja) 溶液中走査型トンネル顕微鏡
Fernandez et al. Simple and reliable fabrication of carbon fiber ultramicroelectrodes
Bard The rise of voltammetry: from polarography to the scanning electrochemical microscope
US2732335A (en) glass
Stock et al. Polarography
EA037290B1 (ru) Наноэлектрод для определения ионов cu (ii) и способ получения и применения наноэлектрода
Nicholson et al. Voltammetry at Constant Current
JP2002350395A (ja) メッキ液の塩素濃度測定方法
JP3267922B2 (ja) 電解加工方法及び電解加工装置
CN116699181A (zh) 一种固态电解质的离子电导率的原位测定方法

Legal Events

Date Code Title Description
S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

EXPY Cancellation because of completion of term