PHYSICS

Effect of nanoscale water media confinement on the approach curve in SICM

[Влияние наномасштабного конфайнмента водной среды на кривую подвода в сканирующей микроскопии ионной проводимости]

S. Yu. Lukashenko, O. M. Gorbenko, M. L. Fel'shtyn, I. D. Sapozhnikov, S. V. Pichakhchi, M. V. Zhukov, A. O. Golubok

Institute for Analytical Instrumentation, Russian Academy of Sciences, Russia

Аннотация: Исследованы особенности на зависимости ионного тока от расстояния при сближении стеклянной нанопипетки с диаметром апертуры $\sim$100 нм к поверхности твердого диэлектрика в сканирующем микроскопе ионной проводимости. При положительном смещении потенциала электрода, расположенного в нанопипетке, относительно электрода, расположенного в чашке происходит монотонное снижение тока, однако при отрицательном смещении на кривой подвода наблюдается характерный пик. Для объяснения этого необычного поведения предложена модель, учитывающая перекрытие электрических двойных слоев и явление конфайнмента водной среды в наноканалах и нанозазорах. Модель демонстрирует хорошее согласие с экспериментальными данными и обеспечивает основу для количественной оценки поверхностного заряда на границе раздела электролит–твердое тело с наномасштабной пространственной чувствительностью.

Ключевые слова: наномасштабный конфайнмент воды, нанопора, пик-эффект, уравнения Пуассона–Нернста–Планка, поверхностная плотность заряда.

Поступила в редакцию: 01.10.2025
Исправленный вариант: 29.10.2025
Принята в печать: 30.10.2025

Язык публикации: английский

DOI: 10.17586/2220-8054-2025-16-6-770-777