[發明專利]一種基于電場控制Ag2

在審

• 申請號: 202110564032.4
• 申請日: 2021-05-24
• 公開（公告）號: CN113387323A
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發明（設計）人: 張俐楠;陳建龍;劉紅英;陸凱;吳立群;王洪成
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: B81C1/00
• 分類號: B81C1/00;B81B1/00
• 代理公司: 浙江千克知識產權代理有限公司 33246
• 代理人: 周希良

1.一種基于電場控制Ag₂Ga納米針陣列成形的制備方法，其特征在于，包括步驟：

S1、對第一硅基板表面進行光刻以及各向異性蝕刻，以在第一硅基板表面陣列形成針尖結構；

S2、在針尖結構的尖端處鍍一層鎘薄膜，并在鎘薄膜外鍍一層銀薄膜，以形成探針陣列硅基底；

S3、在第二硅基板表面涂覆一層鎵膜，并對鎵膜進行加熱以使鎵膜成為液態，從而形成鎵膜襯底；

S4、將鎵膜襯底滑動連接于水平滑軌上，以實現鎵膜襯底在水平方向上的滑動；

S5、將探針陣列硅基底相對設置于鎵膜襯底上方，并將探針陣列硅基底滑動連接于設置于水平滑軌側邊的垂直滑軌，以實現探針陣列硅基底于鎵膜襯底上方的垂直運動；

S6、對鎵膜襯底與探針陣列硅基底接通直流電源，以形成電場；

S7、通過控制電場強度，控制鎵膜襯底于水平滑軌上的滑動方向、滑動速度，控制探針陣列硅基底于垂直滑軌上的滑動方向、滑動速度，以在探針陣列硅基底與鎵膜襯底之間形成相應形狀的Ag₂Ga納米針。

2.根據權利要求1所述的一種基于電場控制Ag₂Ga納米針陣列成形的制備方法，其特征在于，步驟S1中具體為：在第一硅基板表面以正方形區域陣列形成針尖結構。

3.根據權利要求1所述的一種基于電場控制Ag₂Ga納米針陣列成形的制備方法，其特征在于，步驟S2中，在對針尖結構的尖端處進行鍍銀之前還包括以下步驟：

S2.1、對尖端處用除油劑進行清洗；

S2.2、用水沖洗尖端處的除油劑；

S2.3、將尖端處放置于硫酸溶液中酸洗活化處理；

S2.4、用水沖洗尖端處，再用去離子水對尖端處進行沖洗，直至去除尖端處表面殘留酸液。

4.根據權利要求3所述的一種基于電場控制Ag₂Ga納米針陣列成形的制備方法，其特征在于，步驟S2.1中具體為：在50-60℃下以0.05A/mm2的電流并通過除油劑對尖端處進行除油，除油時間為1min。

5.根據權利要求3所述的一種基于電場控制Ag₂Ga納米針陣列成形的制備方法，其特征在于，步驟S2.3中硫酸溶液的濃度為10％。

6.根據權利要求3所述的一種基于電場控制Ag₂Ga納米針陣列成形的制備方法，其特征在于，步驟S2.3中活化處理的時間為10S。

7.根據權利要求1所述的一種基于電場控制Ag₂Ga納米針陣列成形的制備方法，其特征在于，鎘薄膜的厚度為10nm，銀薄膜的厚度為40nm。

8.根據權利要求1所述的一種基于電場控制Ag₂Ga納米針陣列成形的制備方法，其特征在于，步驟S3中，鎵膜的涂覆速度為5mm/s。

9.根據權利要求1所述的一種基于電場控制Ag₂Ga納米針陣列成形的制備方法，其特征在于，步驟S3中，對鎵膜進行加熱的溫度為30-50℃，鎵膜的厚度為50μm。

10.根據權利要求1所述的一種基于電場控制Ag₂Ga納米針陣列成形的制備方法，其特征在于，步驟S7中具體包括以下步驟：

S7.1、控制鎵膜襯底于水平滑軌上的滑動，以實現鎵膜襯底與探針陣列硅基底的對位；

S7.2、控制電場強度，并控制探針陣列硅基底于垂直滑軌上以恒定速度向下滑動，隨著電場強度增大，鎵膜上形成與針尖結構相應的尖峰，且尖峰與針尖結構發生接觸，此時停止滑動；

S7.3、銀微粒與鎵微粒發生化學反應并生成Ag₂Ga；

S7.4、控制探針陣列硅基底于垂直滑軌上以預設速度向上滑動，并同時控制鎵膜襯底于水平滑軌上以預設滑動方向、滑動速度進行滑動；

S7.5、當尖峰上形成相應形狀Ag₂Ga納米針時，加快探針陣列硅基底于垂直滑軌上向上滑動的速度，以使Ag₂Ga納米針脫離鎵膜。