[發明專利]電化學沉積制備具有高密度納米孿晶的銅針錐結構的方法

有效

• 申請號: 202010147526.8
• 申請日: 2020-03-05
• 公開（公告）號: CN111321439B
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發明（設計）人: 董夢雅;李明;杭弢
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: C25D5/18
• 分類號: C25D5/18;C25D3/38;C25D7/12;C25D5/34;B82Y40/00
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

1.一種電化學沉積制備具有高密度納米孿晶的銅針錐結構的方法，其特征在于：包括如下步驟：

A、將導電性基材作為陰極，不溶性極板作為陽極，置于電鍍溶液中進行電鍍操作，使陰極、陽極與脈沖電源構成回路；

B、通過脈沖電源對步驟A中導電性基材電鍍，電結晶在垂直于導電性基材表面的方向縱向生長，導電性基材表面即得所述高密度納米孿晶銅針錐結構；

所述電鍍溶液為硫酸鹽體系鍍銅液，所述硫酸鹽體系鍍銅液包括銅離子、氯離子、硫酸、絡合劑、添加劑；

所述絡合劑包括脂肪酸類絡合劑、銨鹽類絡合劑、含胺基有機絡合劑、含羥基有機絡合劑、含胺基和羥基有機絡合劑中的一種或多種；

所述添加劑包括加速劑、抑制劑，所述加速劑包括含有末端磺酸基團的短鏈硫醇類，所述抑制劑包括長鏈的高聚物類；

所述高密度納米孿晶銅針錐結構的形狀包括四棱錐、五棱錐、圓錐形，高密度納米孿晶銅針錐結構的平均高度為3?8μm，高密度納米孿晶銅針錐結構的錐體結構的根部平均直徑為2?6μm，相鄰所述高密度納米孿晶銅針錐結構的間距小于200nm；

所述電鍍操作具體包括：采用占空比為1-10%，頻率為500mHz~5Hz脈沖電流，所述脈沖電流的峰值電流密度為20~90ASD，電鍍時間30~90min；

所述導電性基材包括濺射銅種子層的硅片、導電銅片；

所述硫酸鹽體系鍍銅液中銅離子濃度為0.3~1.5mol/L，氯離子10~100ppm，加入硫酸調節溶液pH值為0.5~2；

進行所述電鍍操作前還包括對所述導電性基材的前處理步驟，所述前處理步驟具體包括將所述導電性基材進行除油、酸洗。

2.根據權利要求1所述的電化學沉積制備具有高密度納米孿晶的銅針錐結構的方法，其特征在于，所述絡合劑包括酒石酸鉀鈉、檸檬酸銨、乙二胺四乙酸二銨、三乙醇胺中的一種或多種。

3.根據權利要求1所述的電化學沉積制備具有高密度納米孿晶的銅針錐結構的方法，其特征在于，所述加速劑包括聚二硫二丙烷磺酸鈉（SPS）、3-巰基-1-丙烷磺酸鈉（MPS）中的一種或多種；所述抑制劑包括聚乙二醇（PEG）；所述添加劑總濃度為100~400ppm。

4.根據權利要求1所述的電化學沉積制備具有高密度納米孿晶的銅針錐結構的方法，其特征在于，所述不溶性極板包括銅板或鉑板。

5.根據權利要求1所述的電化學沉積制備具有高密度納米孿晶的銅針錐結構的方法，其特征在于，進行所述電鍍操作后還包括后處理步驟，所述后處理步驟具體包括電鍍操作后使用超純水沖洗陰極表面并干燥，放入密封袋中干燥保存。