电化学扫描隧道显微术及其应用PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 双电层结构 2

1.1.1 界面电荷 3

1.1.2 双电层结构模型 4

1.2 常用于固／液界面结构分析的技术 6

1.2.1 超高真空研究方法 7

1.2.2 电化学方法 7

1.2.3 谱学方法 8

1.2.4 显微学与理论模拟 12

参考文献 14

第2章 电化学扫描隧道显微术 16

2.1 STM简介 16

2.1.1 STM的动作原理 16

2.1.2 STM的两种工作模式：恒电流和恒高度 18

2.2 电化学STM 20

2.2.1 电化学STM的工作环境及隧道理论 20

2.2.2 电化学测量系统的构成 22

2.2.3 电化学STM装置 24

2.2.4 针尖 26

参考文献 27

第3章 电极制备及常用的电化学研究方法 30

3.1 电极的种类、制备及其处理 30

3.1.1 工作电极 30

3.1.2 工作电极的处理 31

3.1.3 参比电极的种类及制作 42

3.1.5 电解池 44

3.1.4 对极的选择 44

3.2 循环伏安法 45

3.2.1 循环伏安曲线 45

3.2.2 循环伏安曲线的分析 46

3.3 微分电容 49

3.3.1 微分电容的概念 49

3.3.2 微分电容曲线应用举例 50

参考文献 54

4.1 晶体学基本知识 56

4.1.1 晶系及最常见晶体结构 56

第4章 二维表面及超晶格 56

4.1.2 晶体的晶向及晶面表示 58

4.1.3 原子半径和范德华半径 60

4.1.4 分子的大小和形状 61

4.2 二维表面及其标定 62

4.2.1 面心、体心及密排六方低指数晶面 63

4.2.2 二维表面结构的表示法 65

4.2.3 微倾斜面的简化表示法 68

4.3 超晶格及其形成 69

4.3.1 形成表面超晶格的方法 70

4.3.2 物理吸附和化学吸附 71

4.3.3 吸附物的价态及吸附分子构型 72

4.4 二维表面结构信息的获得 73

4.4.1 低能电子衍射 74

4.4.2 小角度X射线衍射 75

4.4.3 X射线光电子谱 75

4.4.4 俄歇电子谱 75

参考文献 76

4.4.5 紫外光电子谱 76

第5章 溶液中的固体表面 77

5.1 表面重构 77

5.1.1 热诱导和表面吸附诱导的重构 78

5.1.2 电势诱导的重构 80

5.1.3 Si（111） 86

5.2 表面的单原子层氧化 88

5.2.1 Au电极 88

5.2.2 Pt电极 93

参考文献 95

第6章 原子及离子的吸附研究 98

6.1 碘（I）原子的吸附结构 98

6.1.1 I在Pt表面的结构 98

6.1.2 I在Au（111）和Ag（111）表面的吸附结构 101

6.1.3 I在Pd低指数面上的吸附结构 104

6.1.4 I在Rh、Ir、Cu、Ni等表面的吸附结构 106

6.2 溴（Br）及氯（Cl）的吸附结构 108

6.2.1 溴的吸附结构 108

6.2.2 氯的吸附结构 111

6.3 硫酸根离子的吸附结构 114

6.3.1 在Au（111）面上的吸附结构 115

6.3.2 在Rh（111）面上的吸附结构 116

6.3.3 Ir（111）和Pd（111）表面的吸附结构 120

6.3.4 Pt（111）表面的吸附结构 120

6.3.5 Cu（111）表面的吸附结构 121

6.4 氰化物及硫氰化物的吸附结构 121

6.4.1 氰化物在Pt（111）表面的吸附结构 121

6.4.2 硫氰化物的吸附结构 122

参考文献 124

第7章 有机分子的研究 128

7.1 苯、杂环分子及其衍生物 129

7.1.1 苯及芳香烃类分子 129

7.1.2 吡啶及杂环分子 138

7.2 分子识别 145

7.2.1 针尖结构的变化可以提高STM的分辨率 145

7.2.2 针尖电子态的变化对STM图像的影响 146

7.2.3 利用修饰的针尖对分子中官能团的识别 147

7.3 表面手性现象的研究 151

7.3.1 分子绝对手性的识别 152

7.3.2 手性分子的二维组装结构 155

7.3.3 手性分子修饰形成的特殊表面结构 159

7.3.4 结论与展望 161

7.4 电势诱导的表面相变 162

7.4.1 电化学实验结果 163

7.4.2 STM结果 164

参考文献 168

第8章 表面自组装结构 175

8.1 硫的吸附及二聚体 176

8.1.1 硫原子在Au（111）表面的吸附及二聚体结构 177

8.1.2 硫原子在Cu（111）表面的吸附 179

8.1.3 硫醇分子在Au（111）表面的二聚结构 187

8.2 杯芳烃在Au（111）上的吸附结构研究 192

8.2.1 杯［4］芳烃吸附层的有序性随取代基的变化规律 192

8.2.2 取代基对杯［4］芳烃自组装结构-分子取向及对称性的影响 194

8.2.3 杯［6］芳烃在Au（111）上的构象固定 196

8.2.4 杯［8］芳烃及杯［8］芳烃／C60二维钠米结构的构筑 197

8.2.5 结论 198

8.3 复合物在固液界面的组装 199

8.3.1 电荷转移复合物 199

8.3.2 电化学构筑新型C60与PPV衍生物复合自组装膜 204

8.4 金属配合物的组装 209

8.4.1 电化学研究 210

8.4.2 乙酸根的吸附结构 211

8.4.3 NPYME的吸附结构 212

8.4.4 Co2+与NPYME配合物的吸附结构 214

参考文献 215

第9章 金属的沉积、溶解腐蚀及表面纳米结构构筑与控制 224

9.1 金属的沉积与欠电位沉积 224

9.1.1 欠电位沉积 224

9.1.2 Cu在Au（111）电极表面的欠电位沉积过程 225

9.1.3 铊在Pt（111）表面的UPD过程 228

9.2 金属的溶解与腐蚀 233

9.2.1 金属的钝化 234

9.2.2 金属表面原子溶解及缓蚀剂层结构的研究 236

9.3 表面纳米结构构筑及控制 240

9.3.1 分子操纵与分子纳米结构构筑 241

9.3.2 电化学方法制备的纳米阵列 243

9.3.3 光诱导方法制备的纳米阵列 246

参考文献 252

第10章 在环境、生物和能源研究中的应用 257

10.1 在环境研究中的应用 257

10.1.1 染料分子罗丹明B 257

10.1.2 曙红分子（Eosin）的二聚体结构 260

10.1.3 苯酚类化合物 261

10.2 DNA碱基和氨基酸在固液界面的吸附 264

10.2.1 DNA碱基在固体表面的吸附 264

10.2.2 氨基酸分子的表面结构研究 266

10.3 叶绿素c分子在固体表面的吸附 273

10.3.1 细菌叶绿素c分子 273

10.3.2 脱植基叶绿素c分子 274

10.4 生物大分子在固体表面的吸附 276

10.5 燃料电池 281

参考文献 283