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STM 的工作原理基于量子隧道效應。當原子尺度尖銳的探針與催化劑樣品表面距離非常接近時，在外加電場作用下，電子會穿過兩者之間的絕緣層產生隧道電流。通過檢測該電流并進行信息處理，可獲得樣品表面的形貌信息。STM 的分辨率，可達到原子級別，能夠清晰地分辨出催化劑表面原子的排列情況，還能獲取樣品表面的電荷分布、電子態等物理信息。
原位催化劑掃描隧道顯微鏡Cat-STM可以在原子尺度上提供催化劑表面的詳細信息，在催化劑研究中具有重要應用：STM 可以直接觀察催化劑表面原子的排列、吸附物種的構型以及表面缺陷等情況。例如，通過 STM 可以觀察到單原子催化劑中原子的分散狀態、原子間的鍵合情況以及它們在載體表面的錨定位點。這對于理解催化劑的活性中心結構、催化反應機理以及催化劑的失活機制等方面具有重要意義。此外，STM 還可以實時監測催化劑表面的動態變化過程，如在催化反應過程中，觀察反應物分子在催化劑表面的吸附、解離以及產物的生成和脫附等過程，為研究催化反應的動力學提供了直接的實驗證據。
IPS愛譜斯Cat-STM的核心優勢
壓力和溫度控制
Cat-STM為表面科學和物理化學領域引入了另一個維度：在從UHV到高達6bar的反應性氣體氣氛以及升高溫度的條件下進行操作中掃描探針實驗。在工業條件下觀察實際過程。
關聯表面形貌
使用Cat-STM系統，可以同時監測表面形貌和作為進料氣體組成函數的反應產物。Cat-STM可以在批處理反應器和流動反應器模式下操作。
快速氣體切換
體積< 5mL的反應器的獨特設計允許快速的壓力和氣體混合物變化，并使用我們專用的LPM在線氣體分析儀檢測少量反應產物。
簡單的UHV系統集成
Cat-STM單元兼容UHV，可以集成到新的或現有的UHV系統中。它可以與所有常見的UHV樣品制備和分析工具結合使用。
原位標記樣品切換
這允許在高壓力實驗之前，原位制備定義明確的樣品，以及在UHV環境中研究暴露于高壓力后的樣品，而無需將樣品暴露于空氣。
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