[發(fā)明專利]一種三維納米多孔金叉指電極及其制備方法與應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910541713.1
• 申請日: 2019-06-21
• 公開（公告）號: CN112117131B
• 公開（公告）日: 2021-08-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王曉紅;夏璠;徐思行
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號: H01G11/24
• 分類號: H01G11/24;H01G11/30;H01G11/86
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 王文君

1.一種三維納米多孔金叉指電極的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)在Si/SiO₂襯底表面貼附叉指結(jié)構(gòu)鏤空的金屬掩模版；所述Si/SiO₂襯底是在潔凈的硅片上均勻熱氧化一層厚度為250～300nm的氧化硅層形成的；使用PI膠帶將所述金屬掩模版緊密貼附于所述Si/SiO₂襯底表面；

(2)在所述Si/SiO₂襯底上未被所述金屬掩模版遮蓋的部分形成粘附層；所述粘附層為在所述Si/SiO₂襯底上未被所述金屬掩模版遮蓋的部分依次濺射Cr層和Au層形成；所述Cr層的厚度為8-20nm；Au層的厚度為50-200nm；

(3)將叉指電極兩端的正負(fù)電極引出端遮蓋后進(jìn)行Au/Ag共濺射，其中，Au的含量為15％-35％，Ag的含量為65％-85％；Au/Ag濺射層的厚度為5-10微米；

步驟(3)中，Au采用300-500W射頻功率濺射；Ag采用1300-1600W直流功率濺射；Au/Ag每共濺射10分鐘停5分鐘，累計濺射時間為50-100分鐘；濺射本底真空度為1×10^-3-2×10^-3Pa；濺射氣壓力為2Pa；

(4)將去除金屬掩模版后的結(jié)構(gòu)器件置于腐蝕液中以去除Ag成分，形成所述叉指電極；以70％濃度的HNO₃溶液作為腐蝕液；刻蝕時間為2小時。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述金屬掩模版的結(jié)構(gòu)為長條形叉指電極對應(yīng)鏤空結(jié)構(gòu)，所述金屬掩模版的對應(yīng)叉指電極鏤空部分的寬度為100-200微米。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述金屬掩模版的對應(yīng)叉指電極鏤空部分的寬度為150微米。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的方法，其特征在于，使用PI膠帶將所述叉指電極兩端的正負(fù)電極引出端遮蓋。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述Cr層的厚度為10nm；Au層的厚度為100nm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(3)中，Au采用500W射頻功率濺射；Ag采用1600W直流功率濺射；累計濺射時間為100分鐘；濺射本底真空度為1×10^-3Pa。

7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的方法，其特征在于，步驟(3)中，Au的含量為15％，Ag的含量為85％，Au/Ag濺射層的厚度為10微米。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述叉指電極的非襯底部分的厚度為8微米。

9.一種三維納米多孔金叉指電極，其特征在于：根據(jù)權(quán)利要求1～8任一項所述的方法制備得到。

10.權(quán)利要求9所述的三維納米多孔金叉指電極在高頻超級電容器中的應(yīng)用。