[發明專利]一種利用聚焦離子束加工納米雙極電極陣列的方法及用途

有效

• 申請號: 202110384288.7
• 申請日: 2021-04-09
• 公開（公告）號: CN113125540B
• 公開（公告）日: 2022-12-02
• 發明（設計）人: 郝瑞;胡添翼;楊鴻成;李國鵬
• 申請（專利權）人: 南方科技大學
• 主分類號: G01N27/327
• 分類號: G01N27/327
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 潘登

1.一種利用聚焦離子束加工納米雙極電極陣列的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

(1)在電極載體的一側沉積10-200nm的導電薄膜，導電薄膜的組成包括銅、鋁、鎢、鉭、鈷、鈀、金、鉻、釩、氧化鋅、Al/ZnO、氮化鈦、氧化銦錫、砷化鎵、砷化銦、磷化銦、鍺中的任意1種或至少2種的組合；之后采用聚焦離子束在沉積導電薄膜的對側制備納米孔陣列；所述納米孔陣列中單個孔的直徑為1-90nm；

(2)在步驟(1)所述納米孔陣列中的孔洞內沉積電極材料，之后采用聚焦離子束對沉積電極材料的納米孔陣列進行刻蝕，然后將步驟(1)沉積的導電薄膜采用溶液去除，得到所述納米雙極電極陣列；所述納米雙極電極陣列中電極的直徑為1-90nm。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1)所述電極載體包括氧化物或2D材料。

3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述氧化物包括氧化鋁、二氧化硅、二氧化鈦或氧化鉿中的1種或至少2種的組合。

4.如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述2D材料包括石墨烯、Mxene、h-氮化硼、二硫化鉬、二硫化鈦或氮化硅中的1種或至少2種的組合。

5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1)所述沉積的方法包括化學氣相沉積和/或物理氣相沉積工藝。

6.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1)所述導電薄膜的厚度為10-200nm。

7.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1)所述納米孔陣列制備中聚焦離子束的電壓為2-30kV。

8.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1)所述納米孔陣列制備中聚焦離子束的束流為1.6-400pA。

9.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1)所述納米孔陣列中單個孔的深度為1-800nm。

10.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(2)所述電極材料包括碳、金、銀、鉑、鈦、鉭、鈮、硅、碳化硅、鋅、氧化銦錫或碳化鈦中的1種或至少2種的組合。

11.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(2)所述沉積電極材料的方式為利用電子束或離子束誘導電極材料的前驅體進行沉積。

12.如權利要求11所述的方法，其特征在于，所述離子束包括鎵離子束、氦離子束或氖離子束中的1種或至少2種的組合。

13.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(2)所述沉積電極材料的厚度為1-800nm。

14.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(2)所述納米雙極電極陣列中電極的間距為10-1000nm。

15.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

(1)在電極載體的一側沉積10-200nm的導電薄膜，之后采用聚焦離子束在沉積導電薄膜的對側制備納米孔陣列；

(2)在步驟(1)所述納米孔陣列中的孔洞內沉積電極材料，之后采用聚焦離子束對沉積電極材料的納米孔陣列進行刻蝕，然后將步驟(1)沉積的導電薄膜采用溶液去除，得到所述納米雙極電極陣列；

沉積電極材料的厚度為0.01-10μm。

16.如權利要求1-15任一項所述方法制備得到納米雙極電極陣列的用途，其特征在于，所述納米雙極電極陣列用于細胞或化學反應的電信號檢測和分析。