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原位電化學掃描隧道顯微鏡EC-STM是一種利用量子理論中的隧道效應探測物質表面結構的儀器，可在原子或分子水平上實時觀察固 / 液界面的表面結構和電化學反應。可直接觀察研究溶液中固體電極表面物質的行為，如表面吸附脫附動態過程、組織結構、表面形態、化學反應等，還可進行原子尺度的表面加工，是原子分子原位研究的強有力技術之一。
原位催化劑掃描隧道顯微鏡Cat-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 的分辨率高，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。
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