Sonda elettrochimica Kelvin Per studiare la funzione di lavoro dei campioni elettrochimici.

Descrizione

La sonda elettrochimica Kelvin misura il valore CPD (differenza di potenziale di contatto) e valuta la funzione di lavoro dei campioni elettrochimici a contatto con l'elettrolita.

Le misure della funzione di lavoro sono particolarmente utili nella fisica dei semiconduttori perché forniscono la posizione del livello di Fermi nel materiale esaminato.

La sonda elettrochimica Kelvin, se accoppiata con una sorgente luminosa, misura la fototensione di superficie (SPV) di un campione quando l'interfaccia asciutta o bagnata è illuminata.

La sonda elettrochimica Kelvin è dotata di una cuvetta elettrochimica dedicata. Il campione galleggia su un elettrolita. La punta della sonda Kelvin si avvicina al lato superiore esposto del campione. In questo modo, non c'è uno strato elettrolitico sopra il campione che possa influenzare la CPD misurata. Tuttavia, il lato inferiore del campione rimane in contatto con un elettrolita.

La luce può illuminare sia la superficie superiore del campione sia l'interfaccia campione-elettrolita inferiore.

Una possibile reazione chimica sull'interfaccia campione-elettrolita influenzerà il valore di misura della CPD. Anche la scelta dell'elettrodo di riferimento (RE) selezionato per la misura sfalserà il CPD.

Opzionalmente, la sonda elettrochimica Kelvin può essere dotata di un sistema di flusso di gas inerte per garantire un ambiente neutro all'interno della gabbia di Faraday.

moduli della sonda kelvin

Il set di sonde elettrochimiche Kelvin è composto da:

Unità di controllo,
strumento Sonda Kelvin con punta della sonda,
Cuvetta elettrochimica,
gabbia di Faraday

Lo strumento Sonda elettrochimica Kelvin è dotato di:

Alloggiamento protettivo per parcheggiare la punta della sonda dopo l'esperimento,
Puntatore laser per indicare direttamente l'area,
Sorgente luminosa che aiuta a manipolare il campione quando lo strumento è coperto dalla gabbia di Faraday,
barriera laser per rilevare con precisione la distanza della punta della sonda dal campione,
Punta della sonda dorata,
Supporto del campione per la cuvetta elettrochimica,
Cuvetta elettrochimica con il campione posizionato sopra.

Punta della sonda

La parte più importante dello strumento Kelvin Probe è la punta della sonda. La sonda è interamente progettata e prodotta da Instytut Fotonowy. L'elettrodo di riferimento è costituito da una maglia di Au di 2,5 mm di diametro. Fornisce un elevato rapporto segnale/rumore, anche a una distanza di 0,5 mm dal campione. Pertanto, non importa se la superficie del campione esaminato è ruvida o lucida. Le oscillazioni della punta sono generate da un elettromagnete.

Cuvetta elettrochimica

L'elemento chiave della sonda elettrochimica Kelvin è il set di cuvette elettrochimiche, in cui il campione viene posizionato direttamente sulla parte superiore della cuvetta.

Illuminazione del campione

Sebbene sia possibile utilizzare qualsiasi sorgente luminosa a disposizione per l'illuminazione del campione, è conveniente optare per il nostro Revolver a LED o per la lampada allo xeno con monocromatore perché il software FotoGUI li gestisce già ed esegue esperimenti automatici con la commutazione dei LED o la scansione delle lunghezze d'onda.

Distribuzione della luce al campione

L'erogazione della luce può avvenire in due modi: dall'alto, dove viene illuminata la superficie del campione, e dal basso, dove l'interfaccia campione-elettrolita è esposta alla radiazione.

-) Dall'alto:

-) Dal FONDO:

Gabbia di Faraday

Una gabbia di Faraday copre l'intero strumento, schermando il setup dalla luce ambientale e dai campi elettromagnetici.

Gabbia di Faraday a tenuta di gas con sistema di flusso di gas inerte

Poiché la misura della CPD è spesso sensibile a fattori ambientali quali temperatura, umidità, polvere e contaminanti chimici, la sonda Kelvin può essere collocata all'interno della versione ermetica della gabbia di Faraday riempita di gas inerte.

Barriera laser

La sonda Kelvin è dotata di un sistema di barriera laser. Rileva automaticamente il bordo superiore del campione. Ogni volta che la sonda si avvicina al campione da esaminare, viene misurata con precisione di 20 µm la distanza tra la superficie del campione e la punta della sonda.

Specifiche tecniche