[發明專利]一種納米精度的電化學刻蝕加工方法

有效

• 申請號: 201410269475.0
• 申請日: 2014-06-17
• 公開（公告）號: CN104018211A
• 公開（公告）日: 2014-09-03
• 發明（設計）人: 時康;田中群;張紅萬;康仁科;張勁福;田昭武;周平;王成;單坤;周劍章;吳丹
• 申請（專利權）人: 廈門大學;大連理工大學
• 主分類號: C25F3/14
• 分類號: C25F3/14;C25F7/00
• 代理公司: 廈門市首創君合專利事務所有限公司 35204
• 代理人: 張松亭

1.納米精度的電化學刻蝕加工方法，包括如下步驟：

(I)在模板電極表面或工件表面固定一層含有電化學活性基團的水合凝膠聚合物超薄膜；

(II)將模板電極和工件浸入工作溶液，疊放于容器底部，利用模板電極或工件的自重，使模板電極表面和工件表面分別與軟質超薄膜的兩面保持自然緊密接觸；

(III)以模板電極為電化學工作電極，另在容器內設輔助電極和參比電極，并與電化學控制儀相連；啟動電化學反應控制儀，調控模板電極的電位，電化學氧化聚合物超薄膜中的電化學活性基團，由其快速地化學氧化與之接觸的工件表面奪取電子，而工件表面失去的電子再由超薄膜慢速地傳遞至模板電極，使刻蝕持續進行；

(IV)通過調控刻蝕電位、時間、電量、電流、電流密度等工藝參數，精確控制刻蝕的過程和終點，實現納米尺度和精度的加工。

2.如權利要求1所述的納米精度的電化學刻蝕加工方法，其特征在于所述的模板電極為表面含有微納結構圖案的模板電極，或是表面為超光滑平面或曲面的模板電極。

3.如權利要求1所述的納米精度的電化學刻蝕加工方法，其特征在于所述的含有電化學活性基團的水合凝膠聚合物超薄膜所含有電化學活性基團包括：

(a)包括鐵(Fe)、釕(Ru)、鉑(Pt)、銥(Ir)、銅(Cu)、釩(V)、鉻(Cr)、錳(Mn)、鈷(Co)、鋨(Os)、鎢(W)、鉬(Mo)、銠(Rh)在內的金屬離子中的至少一種，與包括吡啶(pyridine)、聯吡啶(dipyridyl)、噻吩(thiophene)、吡喃(pyran)、噻嗪(thiazine)、羧基(carboxyl)、氨基(amino)、羥基(hydroxyl)、醛基(aldehyde)、酮基(ketone)、亞胺(imine)在內的有機基團及它們的衍生基團中的至少一種配位結合所形成的具有電化學氧化還原活性的配合物基團；和

(b)包括二茂鐵(ferrocene)、二茂釕(ruthenocene)、四甲基哌啶(Tetramethyl?piperidine-1-oxyl，TEMPO)、亞胺(imine)、吡啶(pyridine)、噻吩(thiophene)、苯胺(aniline)、苯醌(benzoquinone)在內的具有電化學氧化還原活性的基團及它們的衍生基團中的至少一種。

4.如權利要求1所述的納米精度的電化學刻蝕加工方法，其特征在于所述的含電化學活性基團的水合凝膠聚合物超薄膜所含有的電化學活性基團通過包括化學鍵合、靜電吸附、氫鍵方式中的至少一種被包含在聚合物超薄膜中。

5.如權利要求1所述的納米精度的電化學刻蝕加工方法，其特征在于所述的含有電化學活性基團的水合凝膠聚合物超薄膜可以傳導電子，且僅依靠電子在聚合物膜中的電化學活性基團之間以跳遷方式傳導。

6.如權利要求1所述的納米精度的電化學刻蝕加工方法，其特征在于所述的含有電化學活性基團的水合凝膠聚合物超薄膜采用電化學聚合、化學修飾、自組裝、旋涂、噴涂或涂覆方法中的至少一種被均勻地固定在模板電極或工件的表面。

7.如權利要求1所述的納米精度的電化學刻蝕加工方法，其特征在于所述的含有電化學活性基團的水合凝膠聚合物超薄膜的厚度范圍為0.01-100μm。