Preparation and surface modification of bismuth thin film, porous, and microelectrodes

Käesolevas töös konstrueeriti mitmesuguseid vismutil baseeruvaid elektroode ja mõõteseadmeid ning töötati välja vismuti pinna modifitseerimise meetodeid. Mõõtmiste käigus saadi ka uut informatsiooni vismuti elektrokeemiliste omaduste kohta. Kasutati peamiselt tsüklilise voltammeetria, elektrokeemilise impedantsi ja infrapuna spektroskoopia meetodeid ning pinna mikroskoopia tehnikaid. Kõrge vesiniku ülepinge tõttu pakub vismut huvi elektrokeemilises analüüsis detektorelektroodina ja elektrilise kaksikkihi fundamentaaluuringutes. Konstrueeriti uueneva pinnaga vismuti mikroelektrood (BiCCE) koos mõõtesüsteemiga ning näidati, et BiCCE abil saab teostada raskmetalli jääkide analüüsi ja läbi viia uudseid adsorptsiooni ning elektrilise kaksikkihi alaseid uuringuid pinna uuenemise hetkel. Teisest küljest on vismuti nanostruktuure väga põhjalikult uuritud, sest kvantefektide tõttu saab neid kasutada magnetiliste sensoritena ja teistes elektroonika rakendustes. Leiti, et õhukest vismutkihti või nanoosakesi on lihtsasti võimalik räni pinnale sadestada vismutfluoriidi sisaldavast vesilahusest. Tekkinud vismutkihid on kollase läikega. Poorse vismuti valmistamiseks kasutati kahte erinevat strateegiat. Bi pinda oksüdeeriti lahustumiseni ja seejärel redutseeriti kiiresti tagasi metalseks vismutiks. Tekkinud poorse struktuuri eripind on kuni on 220, selle mahtuvus ei sõltu mõõtesagedusest ning sel on 140 mV suurem vesiniku eraldumise ülepinge kui siledal Bi elektroodil. Teiseks hoiti Bi elektroodi väga katoodsetel potentsiaalidel ja leiti, et tekib gaasiline vismuthüdriid, mis seejärel laguneb Bi nanoosakesteks ning sadeneb tagasi elektroodi pinnale. Selgus, et erinevalt tioolide monokihtidest kullal, tekib vismuti pinnale paksem vismuttiolaadi kiht. Tekkinud kihi tuvastamiseks sünteesiti ka uued ühendid tris(1-oktadetsüültio)vismutiin ja tris(1-detsüültio)vismutiin ning tõestati, et just need ained tekkisid ka Bi pinnal.

Author

• Romann, Tavo

Identifier

hdl:10062/14871

OAI identifier oai:identifier

oai:dspace.ut.ee:10062/14871