Cet article vise à présenter une méthode pour former des films lisses et bien contrôlés de chlorure d’argent (AgCl) avec une couverture désignée sur le dessus des électrodes argentées à film mince.
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Article de méthode
Fabrication d’électrodes de chlorure d’argent/argent à couches minces de chlorure d’argent à couche unique
Dans cet article
Résumé
Résumé
Cet article vise à présenter un protocole pour former des films lisses et bien contrôlés de chlorure d’argent/argent (Ag/AgCl) avec une couverture désignée sur le dessus des électrodes argentées à film mince. Des électrodes argentées à couche mince de 80 μm x 80 μm et 160 μm x 160 μm ont été crachées sur des plaquettes de quartz avec une couche de chrome/or (Cr/Au) pour l’adhérence. Après la passivation, le polissage et les processus de nettoyage cathodique, les électrodes ont subi une oxydation galvanostique en tenant compte de la loi de Faraday de l’électrolyse pour former des couches lisses d’AgCl avec un degré désigné de couverture sur le dessus de l’électrode argentée. Ce protocole est validé par l’inspection des images de microscope électronique à balayage (SEM) de la surface des électrodes de film mince Ag/AgCl fabriquées, qui met en évidence la fonctionnalité et les performances du protocole. Des électrodes fabriquées de façon optimale sont également fabriquées à des fins de comparaison. Ce protocole peut être largement utilisé pour fabriquer des électrodes Ag/AgCl avec des exigences spécifiques d’impédance (p. ex., sonder les électrodes pour des applications de détection d’impédance comme la cytométrie de flux d’impédance et les réseaux d’électrodes interdigités).
Introduction
L’électrode Ag/AgCl est l’une des électrodes les plus utilisées dans le domaine de l’électrochimie. Il est le plus couramment utilisé comme électrode de référence dans les systèmes électrochimiques en raison de sa facilité de fabrication, propriété non toxique et potentiel électrode stable1,2,3,4,5,6.
Les chercheurs ont tenté de comprendre le mécanisme des électrodes Ag/AgCl. La couche de sel de chlorure sur l’électrode s’est avérée être un maté....
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Protocole
1. Fabrication d’une couche d’adhérence Cr/Au à l’aide d’un décollage
- Spincoat HPR504 photorésiste positif de 1,2 μm d’épaisseur sur une plaquette de quartz en utilisant une vitesse de propagation de 1 000 tr/min pour 5 s et une vitesse de rotation de 4 000 tr/min pour 30 s.
- Softbake le photorésiste sur la plaquette de quartz à 110 °C pendant 5 min sur une plaque chaude.
- À l’aide d’un aligneur de masque, exposez la plaquette de telle sorte que les emplacements pour le dépôt de Cr/Au soient exposés avec la lumière ultraviolette (UV). La densité de puissance d’exposition et le temps sont respectivement de 16 mW/cm2 et 7,5 s (dens....
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Résultats
La figure 1 montre une électrode Ag/AgCl de 80 μm x 80 μm avec une couverture AgCl conçue de 50 % fabriquée selon le présent protocole. Par observation, la superficie du patch AgCl est d’environ 68 μm x 52 μm, ce qui correspond à environ 55 % de la couverture d’AgCl. Cela montre que le protocole peut contrôler finement la quantité de couverture AgCl sur le film mince Ag électrodes. La couche AgCl fabriquée est également très lisse, comme en témoigne l’aggluta.......
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Discussion
Les propriétés physiques d’une électrode Ag/AgCl sont contrôlées par la morphologie et la structure de l’AgCl déposée sur l’électrode. Dans cet article, nous avons présenté un protocole pour contrôler précisément la couverture d’une seule couche d’AgCl sur la surface de l’électrode argentée. Une partie intégrante du protocole est une forme modifiée de la loi de Faraday de l’électrolyse, qui est utilisé pour contrôler le degré d’AgCl sur les électrodes d’argent film mince. Il peut être écrit comme:
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Déclarations de divulgation
Les auteurs n’ont rien à divulguer.
Remerciements
Ce travail a été appuyé par une subvention du Fonds conjoint RGC-NSFC parrainée par le Research Grants Council of Hong Kong (projet no N_HKUST615/14). Nous tenons à reconnaître Nanosystem Fabrication Facility (NFF) de HKUST pour la fabrication de l’appareil / système.
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Matériaux
| Nom | Entreprise | Numéro de catalogue | Commentaires |
|---|---|---|---|
| AST Peva-600EI Système d’évaporation par faisceau d’électrons | Technologie avancée | pour le dépôt de Cr/Au | |
| AZ 5214 E Photoresist | MicroChemicals | Photoresist pour l’ouverture du tampon | |
| AZ P4620 Photoresist | AZ Electronic Materials | Photoresist pour le décollage de l’Ag | |
| Branson/IPC 3000 Plasma Asher | Branson/IPC | Ashing | |
| Branson 5510R-MT Nettoyeur à ultrasons | Branson Ultrasonics | Liftoff | |
| CHI660D | CH Instruments, Inc | Analyseur électrochimique | |
| Denton Explorer 14 RF/DC Sputter | Denton Vacuum | For Ag Sputtering | |
| FHD-5 | Fujifilm | 800768 | Photoresist Development |
| HPR 504 Photoresist | OCG Microelectronic Materials NV | Photorésine pour le décollage Cr/Au | |
| Fumée d’acide chlorhydrique 37 % | VMR | 20252.420 | Fabrication de HCl dilué pour le nettoyage cathodique |
| J.A. Woollam M-2000VI Elipsomètre spectroscopique | J.A. Woollam | Mesure de l’épaisseur de la couche de passivation du dioxyde de silicium sur un mannequin | |
| Multiplex CVD | Surface Technology Systems | Passivation du dioxyde de silicium | |
| Oxford RIE Etcher | Oxford Instruments | Pour l’ouverture du tampon | |
| Chlorure de potassium | Sigma-Aldrich | 7447-40-7 | Fabrication de solutions KCl |
| SOLITEC 5110-C/Enrobeuse manuelle à tête unique | Solitec Wafer Processing, Inc. | Pour le spincoating de photosensible | |
| SUSS MA6 | SUSS MicroTec | Mask Aligner | |
| Sylgard 184 Kit d’élastomère de silicone | Dow Corning | Adhésif pour conteneur sur puce |
Références
- Bakker, E., Telting-Diaz, M. Electrochemical sensors. Analytical Chemistry. 74 (12), 2781-2800 (2002).
- Jobst, G., et al. Thin-Film Microbiosensors for Glucose-Lactate Monitoring. Analytical Chemistry. 68 (18), 3173-3179 (1996).
- Matsumoto, T., Ohashi, A., Ito, N.
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Réimpressions et autorisations
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