光譜電化學(xué)微電流檢測系統(tǒng)的研究.pdf

1、掃描電化學(xué)顯微鏡（ScanningElectrochemicalMicroscope，簡稱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)展起來的一種新型掃描探針顯微鏡，彌補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)動非常小的探針，在靠近樣品處進行掃描，可測量微區(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，從而獲得對應(yīng)的

2、微區(qū)電化學(xué)相關(guān)信息，目前可達到的最高分辨率為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，對材料進行微米級加工等。
　　由于在現(xiàn)有一些儀器中，靈敏度越高，穩(wěn)定性就會越差，為了克服這種缺點，本文在分析了SECM微電流信號檢測中的要求后，提出并設(shè)計了一種微電流信號檢測電路，并利用高精度ADC采集微弱電流信號，自動調(diào)整電路增益，實時

3、的改變光譜儀波長的大小，具有精度高、電路實用、可靠性強的特點，大大提高了電路的抗干擾性。
　　論文的主要工作概括如下：
　　(1)通過閱讀大量的參考文獻，介紹了SECM的發(fā)展?fàn)顩r、研究背景、發(fā)展前景，并對現(xiàn)代微電流檢測技術(shù)做了總結(jié)，將這種微電流檢測技術(shù)運用于SECM微電流檢測中來。
　　(2)介紹了SECM的基本工作原理、工作模式、組成部分，對三電極電化學(xué)傳感器的選擇、用途以及在測試中的作用作了詳細描述。
　　(

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