ALS400C EQCMアナライザー

電気化学 水晶振動子マイクロバランス法による高感度微量天秤

電気化学 測定装置のALS400Cシリーズは、データ記録時の時間分解能の向上が図れます。ノーマルカウントモードの場合、1 Hzの周波数の変化を観察するのに1秒必要です。0.1 Hzの周波数の変化を観察するのに10秒必要となります。データは1または10秒毎に記録されます。このことは記録が大変遅くなり、1 mV毎のCVと同期させる場合スキャン速度は1 mVまたは0.1 mVとなります。1 mVデータ記録で100 mVスキャン速度を使用する場合、周波数解像度は100 Hzになります。

ALS400Cシリーズの場合、参照クリスタルと作用クリスタルを用います。この2つのクリスタルの周波数差は高周波数カウントを行うために用いられます。周波数差が1 KHzと仮定し、20 MHzがカウントされる場合、各周波数サイクルの差は20,000カウントします。時間分解能は1/1000 Hz=1 msとなり、周波数解像度は1000 Hz/20000=0.05 Hzとなり、高速掃引が可能です。

※水晶振動子は接続方法を間違えると正しく測定できません。接続方法につきましては、こちらのページをご参照ください。

※Windows™ 10 Sモードには対応しておりません。Sモードの場合は、解除を行ってください。
　また、対応するのはマイクロソフト社がサポート中のバージョンのみです。

テクニック略称一覧

QCMの原理

水晶振動子マイクロバランス（Quartz Crystal Microbalance, QCM）は、電極表面 におけるナノグラムオーダーの質量変化を、周波数変化として検出することが可能な高感度検出デバイスであり、気相中および液相中において現在広く使用されています。QCMは水晶圧電素子の振動数が、素子の電極上で起きる極微小の質量変化に応答して変化することを利用します。

一定の振動数で振動している水晶振動子表面に物質が吸着すると、その質量分だけ振動数が下がり、脱離すると振動数が上がります。水晶振動子マイクロバランス法とは振動数の変化から吸着／脱着した物質の質量変化を知る手法で、1 ngの質量変化まで観測可能です。

Δ f = -2Δm fO2/(A (μ ρ)1/2)

fO（結晶周波数）: 7.995　MHz
A (電極面積): 0.196 cm2
ρ（水晶剛性率係数）: 2.947 1011 g/cm·s2
μ （結晶密度）：2.684　g/cm3

EQCM

QCMの電極（白金、金、銀）を作用電極または指示電極として電解しますと、電解中に電極上で起きる質量変化を振動数の変化として測定できます。サイクリックボルタンメトリー（CV）と同時に振動数変化を測定すことで、電極表面の現象を電流と質量の両面から追跡でき、貴重な知見を得ることができます。また、リニアースイープボルタンメトリー（LSV）やクロノアンペロメトリー（CA）やアンペロメトリー（i-t）やクロノポテンショメトリー（CP）と同時に振動数変化を測定できます。EQCMは電極反応生成物の吸・脱着、金属の電解析出など、電極表面で起きる種々の現象の研究に利用できます。

CVまたはLSVのパラメータアイコンをクリックし、必要なパラメータを入力します。

実験条件：1mM CuSO4/1M H2SO4 の溶液中です。