光譜電化學(xué)微電流檢測(cè)系統(tǒng)的研究.pdf

1、掃描電化學(xué)顯微鏡（ScanningElectrochemicalMicroscope，簡(jiǎn)稱SECM）是一種新型的掃描探針顯微鏡，是80年代末由A.J.Bard提出并迅速發(fā)展起來(lái)的一種新型掃描探針顯微鏡，彌補(bǔ)了掃描隧道顯微鏡不能提供電化學(xué)信息的不足。它基于電化學(xué)原理工作，驅(qū)動(dòng)非常小的探針，在靠近樣品處進(jìn)行掃描，可測(cè)量微區(qū)內(nèi)物質(zhì)氧化或還原所給出的電化學(xué)電流，電流值經(jīng)采集、數(shù)據(jù)處理后以圖形圖像等形式反映微區(qū)內(nèi)電化學(xué)活性分布情況，從而獲得對(duì)應(yīng)的

2、微區(qū)電化學(xué)相關(guān)信息，目前可達(dá)到的最高分辨率為100nm，在化學(xué)、生物領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。由于SECM具有化學(xué)靈敏性，不但可以研究導(dǎo)體和絕緣體表面的幾何形貌，而且可以分辨不均勻電極表面的電化學(xué)活性，對(duì)材料進(jìn)行微米級(jí)加工等。
　　由于在現(xiàn)有一些儀器中，靈敏度越高，穩(wěn)定性就會(huì)越差，為了克服這種缺點(diǎn)，本文在分析了SECM微電流信號(hào)檢測(cè)中的要求后，提出并設(shè)計(jì)了一種微電流信號(hào)檢測(cè)電路，并利用高精度ADC采集微弱電流信號(hào)，自動(dòng)調(diào)整電路增益，實(shí)時(shí)

3、的改變光譜儀波長(zhǎng)的大小，具有精度高、電路實(shí)用、可靠性強(qiáng)的特點(diǎn)，大大提高了電路的抗干擾性。
　　論文的主要工作概括如下：
　　(1)通過(guò)閱讀大量的參考文獻(xiàn)，介紹了SECM的發(fā)展?fàn)顩r、研究背景、發(fā)展前景，并對(duì)現(xiàn)代微電流檢測(cè)技術(shù)做了總結(jié)，將這種微電流檢測(cè)技術(shù)運(yùn)用于SECM微電流檢測(cè)中來(lái)。
　　(2)介紹了SECM的基本工作原理、工作模式、組成部分，對(duì)三電極電化學(xué)傳感器的選擇、用途以及在測(cè)試中的作用作了詳細(xì)描述。
　　(

4、3)硬件電路的設(shè)計(jì)是本論文的重點(diǎn)，主要包括光源的選擇、微電流檢測(cè)電路、信號(hào)采集電路、程控電壓源的設(shè)計(jì)以及自動(dòng)增益控制電路。電流采集電路采用高阻抗運(yùn)算放大器和儀表放大器實(shí)現(xiàn)，利用高精度ADC采集電流信號(hào)，檢測(cè)方法不僅可應(yīng)用于微電流的檢測(cè)中，還可用于其它微弱信號(hào)采集的場(chǎng)合。
　　(4)詳細(xì)描述了在WinCE6.0下，如何對(duì)OK6410嵌入式開(kāi)發(fā)系統(tǒng)GPIO口、串口的驅(qū)動(dòng)，以及如何利用端口去操作控制外圍的檢測(cè)電路，給出了驅(qū)動(dòng)程序和應(yīng)用程