[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

本發明涉及一種用聚焦離子束加工納米雙極電極陣列的方法，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)沉積的導電薄膜去除，得到所述納米雙極電極陣列。本發明提供的納米雙極電極陣列的加工方法，可以增強其導電性，降低電荷累積現象，提高電子/離子束的成像分辨率。所述雙電極陣列可以對細胞以及化學反應電信號的進行檢測。

技術領域

本發明涉及雙極電極制備領域，具體涉及一種利用聚焦離子束加工納米雙極電極陣列的方法。

背景技術

雙極電極的兩端會同時發生氧化和還原反應，在傳感檢測和新材料合成等領域有廣闊的應用前景。

如CN103004009A公開了一種雙極型電極，由作為第1活性物質層的例如正極活性物質層和作為第2活性物質層的例如負極活性物質層構成，第1活性物質層以包含第1活性物質的方式形成在集電體的一面上，第2活性物質層以包含抗壓強度比第1活性物質小的第2活性物質的方式形成在集電體的另一面上。而且，在第2活性物質層中包含抗壓強度大于第2活性物質的抗壓強度的作為添加材料的密度調節用添加劑。

CN105932316A公開了一種雙極性膜電極的制備方法，采用雙極性聚合物離子交換溶液及有機高分子骨架材料制備燃料電池用膜電極組件。在一定溫度下，直接用按聚合物：溶劑一定比例制備的原料漿液制備在高分子骨架材料上形成質子交換層或氫氧離子交換層，再將陽離子交換溶液或陰離子交換溶液與一定量催化劑混合得到的陽極催化劑漿液或陰極催化劑漿料，制備出陽極催化層|質子交換層|氫氧離子交換層|陰極催化層構成的雙極性膜電極組件。之后將擴散層與上述膜電極組件結合形成完整的膜電極產品。具有集成度高、操作靈活、成本低廉、成品優良的特點。

CN103008038A公開了一種雙極電極-紙基微流控的芯片及其制備方法，所述芯片包括紙質基片、紙質蓋片、納米電極、雙極電極；納米電極、雙極電極沉積于紙質基片表面；納米電極作為微流通道中電滲流和雙極電極電化學的驅動單元，雙極電極作為在微流通道中形成使組份高倍濃集的非均勻電場，同時使被檢測組份發生在雙極電極兩端的氧化還原反應。還公開了三種不同的光刻膠與稀釋劑制作上述芯片的方法。紙基微流控-雙極電極芯片具有重量輕、攜帶方便、成本低廉、可一次性使用、所需樣品的體積小、分析速度快，適用于地基或空間搭載生命科學儀器的復雜樣品的檢測等。

當雙極電極被用于分析及檢測時，通常利用雙極電極信號端產生的諸如電致化學發光、電致熒光和電致變色等作為檢測信號來反映雙極電極檢測端的情況。而將雙極電極制作成陣列，可以有效提高這種檢測的效率和空間分辨率。然而基于光刻技術的納米加工手段雖然可以實現數納米的空間分辨率納米制造，但隨著空間分辨率的提升，芯片的加工周期和費用將大幅提升，無法滿足探索性科研實驗的需求。

發明內容

鑒于現有技術中存在的問題，本發明的目的在于提供一種用聚焦離子束加工納米雙極電極陣列的方法，通過該方法可以實現納米雙極電極陣列的制備，該電極陣列具有微納尺寸，檢測靈敏度高，具有電生化學發光效率高的優點。

為達此目的，本發明采用以下技術方案：

本發明提供了一種用聚焦離子束加工納米雙極電極陣列的方法，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)沉積的導電薄膜去除，得到所述納米雙極電極陣列。