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Electrochemical Fabrication and Characterization of Conical Tungsten Ultramicroelectrodes.

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Bruno-Mota, Uriel (2020). Electrochemical Fabrication and Characterization of Conical Tungsten Ultramicroelectrodes. Mémoire. Québec, Maîtrise en sciences de l’énergie et des matériaux, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, 112 p.

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Résumé

L’étude de l’électrochimie à entité unique a été d’un grand intérêt dans plusieurs domaines dus à diverses raisons qui vont de l’étude des réactions sans limitation cinétique, au besoin d’une meilleure compréhension des réactions électrochimiques se produisant dans des cellules vivantes uniques ou dans des structures subcellulaires. Grâce aux avancées récentes de la nano fabrication, des simulations assistées par ordinateur, ainsi que des potentiostats modernes, un progrès rapide est devenu possible dans le domaine de l’électrochimie à l’échelle nanométrique permettant la réalisation de mesures électrochimiques à partir d’entités submicroniques. Dans ce travail, nous présenterons notre approche concernant l’étude des réactions électrochimiques à l’échelle nanométrique, qui consiste en la fabrication d’embouts pointus de tungstène par gravure électrochimique et par gravure à faisceau ionique focalisé, caractérisés de façon microscopique et électrochimique. Les premières preuves électrochimiques d’une concentration de champs électriques au sommet des embouts en raison de la forme et de la taille de ces électrodes ont été obtenues expérimentalement. Cette concentration du champ électrique s’est avérée utile pour développer de manière sélective des amas monocristallins de particules d’or au sommet de l’embout, rendant les électrodes développées potentiellement applicables pour l’étude de réactions électrochimiques au niveau d’entités uniques.

Abstract

The use of nano-electrochemistry and single-entity electrochemistry has been of great interest in different fields due to a diverse number of reasons, that go from the study of reactions of interest at the single particle level without kinetical limitations to the need of a better understanding of the electrochemical reactions happening at single living cells or subcellular structures. With modern developments in nanofabrication, simulations and computer aided design, as well as in state of the art potentiostats, the rapid development of electrochemistry at the nanoscale was allowed making it possible to achieve electrochemical measurements from submicron entities. In this work we will present our contribution to the study of electrochemical reactions at the nanoscale, which consisted in the fabrication of sharp tungsten tips by electrochemical etching and focused ion beam etching techniques and their microscopic and electrochemical characterizations. The first direct electrochemical evidence of the concentration of electric fields at the apex of the tips due to the shape and size of the electrodes was obtained experimentally. This concentration of the electric field demonstrated to be useful in order to selectively grow clusters of gold particles at the tip apex, making the developed electrodes potentially applicable for the eventual study of electrochemical reactions at single entities.

Type de document: Thèse Mémoire
Directeur de mémoire/thèse: Tavares, Ana
Co-directeurs de mémoire/thèse: Yurtsever, Aycan
Mots-clés libres: électrochimie à l'échelle nanométrique; électrochimie à entité unique; ultramicroélectrodes; des UME; électrochimie du tungstène; embout pointu de tungstène; ultramicroélectrodes coniques; réponse voltampérométrique des UME; nanoscale electrochemistry; single-entity electrochemistry; ultra-microelectrodes; UME’s; tungsten electrochemistry; tungsten sharp tips; conic ultra-microelectrodes; voltammetric response of UME’s
Centre: Centre Énergie Matériaux Télécommunications
Date de dépôt: 22 oct. 2020 17:12
Dernière modification: 26 oct. 2020 12:37
URI: http://espace.inrs.ca/id/eprint/10417

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