Vliv koncentrace bóru na elektrochemické vlastnosti bórem dopovaných diamantových elektrod v elektroanalýze

Abstract

Tato práce je věnována studiu vlivu koncentrace bóru v bórem dopovaných diamantových (BDD) filmech na jejich vybrané elektrochemické vlastnosti. V rámci studie byly studovány filmy připravené v Oddělení funkčních materiálů Fyzikálního ústavu Akademie věd České republiky, které byly připraveny metodou chemické depozice par s mikrovlnným ohřevem. BDD byl deponován na křemíkovou podložku a variabilita koncentrace bóru byla zajištěna v plynné fázi poměrem B/C v rozmezí 500 ppm - 8000 ppm. Pro charakterizaci připravených BDD filmů byla použita cyklická voltametrie redoxních systémů [Fe(CN)6]4-/3- a [Ru(NH3)6]3+/4+ . Bylo prokázáno, že anodická oxidace BDD vložením potenciálu + 2,4 V v kyselém prostředí vede ke stabilizaci quasireverzibilní odezvy těchto redoxních systému. Bylo také prokázáno, že koncentrace bóru má vliv na šířku potenciálového okna elektrod ve vybraných základních elektrolytech - v katodické oblasti se potenciálové okno s rostoucí koncentrací zužuje; v anodické oblasti je tento trend také přítomen, i když není natolik průkazný. Dále byla použita diferenční pulzní voltametrie pro zjištění vlivu koncentrace bóru na parametry píku 2-aminobifenylu. Výška píku a citlivost stanovení roste s rostoucí koncentrací bóru v BDD filmu. 4

This work aims at the investigation of the influence of boron concentration in boron doped diamond (BDD) thin films on their electrochemical performance in electroanalysis. BDD thin films used in this work were prepared in Department of Functional Materials, Institute of Physics AS CR. BDD films were prepared by microwave plasma-assisted chemical vapor deposition. Films were deposited on silicon wafers and the concentration of boron was introduced by variable B/C ratio in the gas phase in the range from 500 ppm to 8000 ppm. Redox systems [Fe(CN)6]4-/3- and [Ru(NH3)6]3+/4+ were used for characterization of the BDD films by cyclic voltammetry. It has been proven that the anodic oxidation of BDD thin films at the potential of + 2,4 V in acidic solution stabilizes the quasireverzible response of these redox systems. Further, the potential window at the cathodic side is shorter with increasing boron concentration for selected supporting electrolytes; on the anodic side this effect is also present, but not that specific. The performance of BDD thin films on electroanalysis was tested with 2-aminobiphenyl as model compound. Using differential pulse voltammetry for its determination. Peak height and sensitivity increases with increasing concentration of boron in BDD thin film. 5