[發(fā)明專利]異質(zhì)外延結(jié)構(gòu)，包含異質(zhì)外延結(jié)構(gòu)的金屬疊層體，納米間隙電極，及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201980062828.0
• 申請日: 2019-08-30
• 公開（公告）號: CN112771202B
• 公開（公告）日: 2023-02-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 真島豊;崔允永;島田郁子;遠山諒;楊銘悅
• 申請（專利權(quán)）人: 國立研究開發(fā)法人科學(xué)技術(shù)振興機構(gòu)
• 主分類號: C23C18/44
• 分類號: C23C18/44;B32B15/01;C23C18/31
• 代理公司: 北京博雅睿泉專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11442
• 代理人: 石偉

異質(zhì)外延結(jié)構(gòu)體包括具有多晶結(jié)構(gòu)的第1金屬部和第1金屬部上的第2金屬部，第2金屬部在第1金屬部上具有島狀結(jié)構(gòu)，第2金屬部設(shè)置為對應(yīng)于在第1金屬部表面上露出的至少一個晶粒，第2金屬部和至少一個晶粒形成異質(zhì)外延界面。第1金屬部包括選自鉑(Pt)、鈀(Pd)、銠(Rh)、釕(Ru)、鋨(Os)、銥(Ir)的一種金屬元素，第2金屬部優(yōu)選為金(Au)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的實施方式之一涉及通過化學(xué)鍍進行異質(zhì)外延生長的技術(shù)。此外，本發(fā)明的實施方式之一涉及包括通過化學(xué)鍍異質(zhì)外延生長的區(qū)域的納米間隙電極。

背景技術(shù)

電解電鍍和化學(xué)鍍是工業(yè)上廣泛使用的技術(shù)之一，應(yīng)用廣泛。例如，電子零件的生產(chǎn)現(xiàn)場普遍采用鍍金加工電極的技術(shù)。金(Au)是一種化學(xué)上非常穩(wěn)定的金屬，廣泛用于電子零件。例如，在電子零件中，由于焊料的潤濕性和引線鍵合性優(yōu)異，因此該材料用作為電極材料。金(Au)的膜可以通過電解電鍍形成。由于金(Au)是軟金屬，因此當(dāng)通過電解電鍍形成金(Au)的膜時，在基底面上形成鈷(Co)，鎳(Ni)等的電鍍膜以硬化。

電鍍是一種久負盛名的技術(shù)，至今仍在進行各種研究。例如，有在鉑 (Pt)上通過電解電鍍使金(Au)的膜層狀生長的研究報告(參照非專利文獻1)。此外，公開在球形鉑(Pt)籽晶的表面上析出從氯化金(III)還原的金(Au)的技術(shù)(參見專利文獻1)。

現(xiàn)有技術(shù)文獻

非專利文獻

非專利文獻1:Stephen Ambrozik，Corey Mitchell，and Nikolay Dimitrov，“TheSpontaneous Deposition of Au on Pt(111)and Polycrystalline Pt”，Journal of TheElectrochemical Society Journal，163(12)，D3001-D3007，(2016)

專利文獻

專利文獻1:國際公開號2010/016798

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明所要解決的技術(shù)課題

然而，利用化學(xué)鍍異質(zhì)外延生長貴金屬的技術(shù)迄今幾乎未報告。電解電鍍是一種通過使電流流動在材料表面上沉積金屬的方法。與此相反，化學(xué)鍍是通過基于金屬離子和還原劑的還原力的化學(xué)反應(yīng)將金屬離子作為金屬沉積在材料上的方法。因此，取決于材料的種類，化學(xué)鍍有時難以生長鍍膜。此外，化學(xué)鍍難以形成具有高粘著性和低接觸電阻的鍍膜。

解決課題的手段

本發(fā)明的實施方式之一涉及的異質(zhì)外延結(jié)構(gòu)體具備：具有多晶結(jié)構(gòu)的第1金屬部，和第1金屬部上的第2金屬部。第2金屬部在第1金屬部上具有島狀結(jié)構(gòu)。第2金屬部對應(yīng)于暴露在第1金屬部表面上的至少一個晶粒而設(shè)置，第2金屬部和至少一個晶粒形成異質(zhì)外延界面。

本發(fā)明的實施方式之一涉及的異質(zhì)外延結(jié)構(gòu)的金屬疊層體具備具有多晶結(jié)構(gòu)的第1金屬部和第1金屬部上的第2金屬部。第2金屬部在第1 金屬部上具有島狀結(jié)構(gòu)。第2金屬部對應(yīng)于暴露在第1金屬部表面上的至少一個晶粒而設(shè)置，第2金屬部和至少一個晶粒包含設(shè)置成覆蓋形成異質(zhì)外延界面的部位的第3金屬部。

本發(fā)明的實施方式之一涉及的含有異質(zhì)外延結(jié)構(gòu)的金屬疊層體的制造方法包括將具有多晶結(jié)構(gòu)的第1金屬部浸漬在化學(xué)鍍液中，所述化學(xué)鍍液含有與第1金屬部不同種類的第2金屬的金屬離子、作為氧化劑的鹵素離子以及還原劑；在用氧化劑和還原劑還原第1金屬部的表面的同時,使通過電化學(xué)取代反應(yīng)從第2金屬的金屬離子還原成的金屬以對應(yīng)于第1金屬部的至少一個晶粒的還原后的表面的方式異質(zhì)外延生長。