Vorbereitung des Modellexperimentes

1. Vorbereitung des Substrats

Die Elektrolytlösung für alle besprochenen Messungen hat folgende Zusammensetzung:

Konzentration	Komponente
10^-2 mol/l	HCLO₄
4"10^-3 mol/l	Pb²⁺ in H₂O (Milli-Q)

Die Ag(111)-Elektroden wurden mit Epoxidharz in ein Halterung (Polyethylenterephthalat) eingebettet worden. Sie sind wie folgt vorbehandelt:

Mechanische Politur mit Diamandpolitur in abnehmender Korngrösse (16µm, 6µm, 3µm, 1µm)
Chemische Politur mit Chromatpolitur
- Eintauchen für 10 Sekunden in eine Lösung aus Chromat (CrO_4^2-) und Perchlorsäure (HClO₄) und anschliessendes Abspülen mit Milli-Q-Wasser.
- Eintauchen für 30 Sekunden in 4 molare H₂SO₄
- Eintauchen für 20 Minuten in 25% NH₃
- Waschen der Elektrode mit Milli-Q-Wasser (zwei bis vier Mal)

Anschliessend wird ein voltammetrische Testmessung durchgeführt, anhand derer entschieden wird, ob noch ein weiterer Polierzyklus notwenig ist. Vergleicht man ein Voltammogram einer optimal vorbereiteten Elektrode nun mit einem Voltammogram einer Ag(111)-Elektrode, die zu oft oder zu wenig poliert wurde, sind Unterschiede in der Peakform zu erkennen (s. Abb. 1).

Abb.1: links: Zyklisches Voltammogram der Pb-Abscheidung an Ag(111) nach optimalem Polieren. Es sind deutlich ausgeprägte und voneinander unterscheidbare Peaks zu sehen.

rechts: Zyklisches Voltammogram einer zu wenig polierten Elektrode. Die Peaks A1/D1 und A3/D3 werden deutlich höher. Die Peaks A1/D3 verschwinden fast in den kleiner werdenden Peaks A2/D2.

2. Experiment

Nachdem alle Vorbereitungen abgeschlossen sind, kann das Experiment durchgeführt werden. Dazu wird die Elektrolytlösung in die Elektrochemiezelle gegeben und die Elektroden (Hilfs-, Pb/Pb²⁺-Referenz- und Ag(111)-Elektrode) in ihr befestigt. Anschliessend setzt man die Zelle in das STM ein. Nun wird mit dem STM-Linescan begonnen, indem ein Potential angelegt wird, während dem noch keine Pb-Abscheidung stattfindet. Nach einiger Zeit wird das Potential zunächst in den Bereich A1, danach in den Bereich A2 und schliesslich in den Bereich A3 geschoben (step-polarized deposition). Man kann somit im erhaltenen Grautonbild die örtlichen und zeitlichen Veränderung der Oberfläche untersuchen.