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Dipartimento di Fisica - Politecnico di Milano

Nano-elettrochimica di superfici vicinali

La tesi si propone di studiare il ruolo nei processi elettrochimici di nanostrutture su superfici vicinali di alcuni metalli usati come elettrodi. La presenza di nanostrutture sulla superficie di un elettrodo possono creare regioni preferenziali di scambio elettrochimico con una significativa influenza sulle caratteristiche corrente-tensione registrate in cella elettrochimica. Allo stesso tempo, molti elettroliti possono presentare fenomeni di adsorbimento di ioni che, in presenza di una nano-strutturazione superficiale, può subire notevoli modifiche. In questo caso, l’uso del microscopio elettrochimico ad effetto tunnel (EC-STM) svolge un ruolo primario nel tentativo di correlare modifiche strutturali e/o morfologiche a fenomeni di scambio di carica in soluzione. Lo studio è di notevole importanza perché, nonostante uno sviluppo in tutti i campi tecnologici di quella che oggi è chiamata nano-tecnologia capace di miniaturizzare molti dispositivi di uso quotidiano, non è stato ancora possibile uno studio sistematico del ruolo delle nano-strutture all’interfaccia liquido/solido. Le nano-strutture che sono studiate per prime, e che rappresentano una sorta di sistema modello, sono quelle che naturalmente si creano quando i monocristalli vengono tagliati in modo tale da esporre indici di Miller grandi. In questo caso, la superficie è caratterizzata da gradini atomici (vedi foto) che possono correre su tutta la superficie. Al laureando si richiede una conoscenza di elementi di chimica di base, indispensabile per poter operare semplici manipolazioni chimiche e la preparazione della soluzione elettrochimica utilizzata durante gli esperimenti. Dopo un training veloce sull’uso dell’EC-AFM/STM, il laureando sarà coinvolto nell’acquisizione delle immagini di microscopia, alla loro analisi e alla loro correlazione con altre tecniche di analisi più prettamente chimiche [voltammetria ciclica (CV)]. La tesi avrà durata di almeno 9 mesi ed è da considerarsi a tempo pieno (dal lunedì al venerdì).

 

Bibliografia.

J. H. Baricuatro et al., "Selective conversion of CO into ethanol on Cu(511) surface reconstructed from Cu(pc): Operando studies by electrochemical scanning tunneling microscopy, mass spectrometry, quartz crystal nanobalance, and infrared spectroscopy", J. Electroanal. Chem. 857 (2020) 113704.