Scanner-Elektrochemische Mikroskopie. 41. Theorie und Charakterisierung von Ring-Elektroden

Ring-Ultramicroelektroden, die als Sonden für die Scanner-Elektrochemische Mikroskopie (SECM) von besonderem Interesse sind, wurden in Kombination mit der Nahfeld-Scanning-Optischen Mikroskopie untersucht. Theoretische SECM-Spitzenstrom-Abstands (Annäherungs-)Kurven für eine Ringelektrode wurden durch numerische (Finite-Elemente-)Analyse berechnet. Die erhaltenen SECM-Kurven waren eine Funktion der Geometrie der Spitzen, einschließlich der Dicke des Rings und der isolierenden Hülle. Theoretische Annäherungskurven über leitenden Substraten zeigten eine starke Abhängigkeit vom Verhältnis der inneren zu den äußeren Radien von Ring-Microelektroden (a/b) und waren relativ unempfindlich gegenüber der Dicke der isolierenden Hülle (r(g)). Für isolierende Substrate hingegen variieren die Annäherungskurven erheblich mit r(g), jedoch viel weniger mit dem a/b-Verhältnis. Der Vergleich von experimentellen und theoretischen SECM-Kurven lieferte eine gute Methode zur Bewertung der Größe und Form von Ringelektroden. Eine gute Übereinstimmung der experimentellen und theoretischen Kurven wurde mit einer Ring-Microelektrode mit einer nominalen Ringdicke von 200 nm festgestellt, wobei die Werte von 1,7, 1,9 und 5,7 Mikrometer für die inneren (a) und äußeren (b) Radien eines Rings und den äußersten Radius der isolierenden Hülle (r(g)) ermittelt wurden.