Electrochemical selectivity for redox systems at oxygen-terminated diamond electrodes

Yagi, Ichizo; Notsu, Hideo; Kondo, Takeshi; Tryk, Donald A.; Fujishima, Akira

doi:10.1016/s0022-0728(99)00027-3

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“…Figure 1 shows voltammograms of 1 mM Ru(NH3)6 2+/3+ and 1 mM Fe 2+/3+ with the oxygen plasma untreated, patterned and entirely oxygen plasma treated ECR nano-carbon films. Since it is reported that the electron-transfer rates of Ru(NH3)6 2+/3+ are unaffected by the electrode surface, [9][10][11] the voltammograms were observed as a diffusion-limited reversible electrochemical response for all ECR nano-carbon electrodes, as shown in Fig. 1(A).…”

Section: Electrochemical Properties Of Oxygen Patterned Carbon Filmmentioning

confidence: 92%

Local Imaging of an Electrochemical Active/Inactive Region on a Conductive Carbon Surface by Using Scanning Electrochemical Microscopy

et al. 2009

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We demonstrated the imaging of local electron transfer-rate differences on a flat conductive carbon substrate, attributed to only surface functional groups, by using a scanning electrochemical microscopy (SECM) technique. These differences were clearly imaged by using a redox mediator with surface state sensitive electron transfer rates, even if the conductivity of each imaging area were almost identical. The carbon electrode surface was masked with a patterned photoresist, and selectively introduced oxygen functional groups using an oxygen plasma treatment. This patterned surface exhibited hardly any topographical features when observed by scanning electron microscopy (SEM), and a height difference of only 1.0 nm was observed with atomic force microscopy (AFM). However, the SECM feedback mode and substrate generation-tip collection (SG-TC) mode are able to distinguish these interfaces with an almost micrometer order resolution by utilizing the difference in the electron transfer rate for the Fe 2+/3+ mediator, and the current ratios for regions rich and poor in oxygen containing groups were 1.5 and 2.0, respectively. This technique could be employed for imaging and monitoring the electron transfer rates on various electrode surfaces, including fluorine and nitrogen terminated surfaces and a monolayer film patterned with micro or nano contact printing techniques.

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Section: Electrochemical Properties Of Oxygen Patterned Carbon Filmmentioning

confidence: 92%

Local Imaging of an Electrochemical Active/Inactive Region on a Conductive Carbon Surface by Using Scanning Electrochemical Microscopy

et al. 2009

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“…According to our observation, the water contact angle on an H-terminated surface gradually decreased at room temperature, probably because of the local oxidation to generate an inhomogeneous surface, or because of the contamination of the surface. The uniform oxidation of the diamond surface can be achieved by various processes, such as anodic polarization [8], treatment with oxygen plasma [9], treatment with thermally activated oxygen [10], UV irradiation in the presence of ozone [11], or treatment with acids [12][13][14].…”

Section: Functionalization Of Diamond Surfacementioning

confidence: 99%

Nanoindentation as a Tool to Clarify the Mechanism Causing Variable Stiffness of a Silane Layer on Diamond

Shcherbakova¹,

Hatakeyama²,

Amemiya³

et al. 2012

Nanoindentation in Materials Science

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“…Quanto aos materiais utilizados como substrato para deposição dos filmes de diamante e seu uso em aplicações eletroquímicas pode-se destacar o silício, o titânio e suas ligas. Embora com as desvantagens da baixa resistência mecânica, baixa condutividade elétrica e alto custo, o silício tem a vantagem de ser um material semicondutor e possuir coeficiente de dilatação próximo ao do diamante, o que o torna um dos substratos mais utilizados [12][13][14][15][16][17][18][19] . Por outro lado, um substrato que começou a ser visto com interesse pelos pesquisadores para este tipo de aplicação é o titânio [20][21][22] e suas ligas 23 .…”

Section: A Eletroquímica Do Diamanteunclassified

Filmes de nanodiamantes para aplicações em sistemas eletroquímicos e tecnologia aeroespacial

Azevedo¹,

Ferreira²

2006

Quím. Nova

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Recebido em 13/10/04; aceito em 20/5/05; publicado na web em 25/11/05 NANODIAMOND FILMS FOR APPLICATIONS IN ELECTROCHEMICAL SYSTEMS AND AERONAUTICS AND SPACE TECHNOLOGY. The goal of this work is to show the use of undoped nanodiamond films as a new material for electrochemical and aerospace applications. Correlation between the applications and physico-chemical features of nano and conventional CVD polycrystalline diamond films are presented. An important and innovative application of these nanodiamonds is organic electrosynthesis, including pharmaceutical and water disinfection products, as well as electroanalytical applications, for example, development of biosensors for detection of glucose, glutamate and dopamine. In aeronautics and space developments, these nanodiamonds could be used as electrodes in rechargable batteries and in tribological investigations.Keywords: nanodiamond; electrochemical; aerospace. [9][10][11] . Quanto aos materiais utilizados como substrato para deposição dos filmes de diamante e seu uso em aplicações eletroquímicas pode-se destacar o silício, o titânio e suas ligas. Embora com as desvantagens da baixa resistência mecânica, baixa condutividade elétrica e alto custo, o silício tem a vantagem de ser um material semicondutor e possuir coeficiente de dilatação próximo ao do diamante, o que o torna um dos substratos mais utilizados [12][13][14][15][16][17][18][19] . Por outro lado, um substrato que começou a ser visto com interesse pelos pesquisadores para este tipo de aplicação é o titânio [20][21][22] e suas ligas 23 . Isto porque estes materiais são economicamente viáveis, têm baixa massa específica, são dúcteis e possuem excelente resistência à corrosão em ambientes agressivos, devido à formação espontânea de uma camada passivadora superficial de óxido. Além do titânio e suas ligas, o carbono vítreo também vem sendo recentemente utilizado como substrato nas aplicações eletroquímicas de eletrodos de filmes de diamante 24,25 . O carbono vítreo, material relativamente novo e desenvolvido em torno de 1960, possui algumas propriedades notáveis, como força elevada, alta resistência ao ataque de substâncias químicas, boa condutividade elétrica e permeabilidade extremamente baixa ao hélio 26,27 . A resposta eletroquímica dos eletrodos de diamante depende do nível de dopagem 28,29 . O diamante em seu estado natural é considerado um semicondutor de banda larga (E g = 5,5 eV) e oferece vantagens para aplicações eletrônicas em condições ambientais extremas, tais como alta temperatura, voltagem e radiação 30 . Os filmes de diamante possuem propriedades eletrônicas que vão desde isolante em baixas dopagens, para semicondutor ou até comportamento semimetálico, em altos níveis de dopagem INTRODUÇÃO 31. A dopagem consiste na incorporação de átomos na rede cristalina do diamante e estes podem atuar como receptores (dopagem tipo-p) ou doadores (dopagem tipo-n) de elétrons. A dopagem tipo-p no diamante é relativamente mais fácil de obter e com uma eficiência maior que a dopagem tipo-n 32 , por ex., de...

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Electrochemical selectivity for redox systems at oxygen-terminated diamond electrodes

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Local Imaging of an Electrochemical Active/Inactive Region on a Conductive Carbon Surface by Using Scanning Electrochemical Microscopy

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