针尖高重现绝缘包封使法拉第电流远远小于隧穿电流对EC-STM稳定成像至关重要。但目前的绝缘包封方法重现性较低，且包封效果常因人而异。因此作者想要发展一种高重现绝缘包封针尖的方法。作者在微电极末端电化学沉积金制备用于EC-STM研究的针尖，示意图如图1所示。以微电极玻璃管作为绝缘包封材料，该针尖具有极小的法拉第电流，且在大气和液相下均能获得较为清晰的STM形貌。

图1制备EC-STM探究过程示意图。


【结果与讨论】


作者将微电极置于AuCl4-溶液中，恒电位一定时间后，从白光和SEM图中均能观察到微电极末端有明显的凸起，结果如图2所示。该现象表明微电极末端上成功生长了Au（后续称为Au-C针尖）。且将沉积了Au后的电极置于1 mM FcCH2OH中扫CV，观察发现电流满足EC-STM研究需要。

图2(a)微电极以及(b)Au-C电极的光学以及SEM图，(c)Au沉积过程中的时间-电流曲线（-0.4 V vs Au），(d)微电极以及(e)Au-C电极在0.1 M KCl溶液中的CV。


而后作者以Au-C针尖为探针，在气相以及液相环境下均对自组装有Ph3SH的Au（111）单晶进行STM成像。如图3所示，发现气相以及液相环境均能获得清晰形貌。

(a,b)气相以及(c,d)液相中的STM。样品为组装有Ph3SH的Au（111）单晶。


进一步作者改变Au沉积条件制备了五类不同的针尖，发现80%的针尖均能获得清晰的EC-STM成像，结果如图4所示。

图4表征5根不同的Au-C针尖。


最后作者探究了针尖应用的电位区间，如图5所示。发现针尖在电位区间-0.5 V~0.5 V范围内循环三次以后法拉第电流均没有明显的变化。并且改变针尖电位，仍能获得某些特征区域的形貌，说明针尖可用电位区间很广。

图5(a)Au-C针尖在0.1 M HClO4中的CV（50 mV/s），(b-d)在0.1 M HClO4中的EC-STM图。(Esample=0.2 V,隧穿电流为0.4 nA，Eprobe分别为-0.6 V，0 V，0.4 V)


【结论】


在该工作中作者在微电极末端电沉积Au，以此为STM针尖，在气相以及液相中均能获得较为清晰的形貌图。该针尖避免了人工包封针尖存在较大差异的问题。


不过从针尖形貌来说，Au在微电极的末端沉积不太尖锐，且形状也较为多变，这可能会为STM成像带来不好的影响。且还需考虑Au和C之间结合力的问题，如果结合力较弱，针尖寿命会比较短。