נייר זה מטרתו להציג שיטה ליצירת סרטים חלקים ומבוקרים היטב של כסף כלוריד (AgCl) עם כיסוי ייעודי על גבי אלקטרודות סרט דק כסף.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
הייצור של סרטים דקים כסף/אלקטרודות כלוריד כסף עם מבוקרת דק שכבה אחת כסף כלוריד
במאמר זה
סיכום
תקציר
נייר זה נועד להציג פרוטוקול ליצירת סרטים חלקים ומבוקרים היטב של כסף/כסף כלוריד (Ag/AgCl) עם כיסוי ייעודי על גבי אלקטרודות סרט דק כסף. הסרט דק אלקטרודות כסף בגודל 80 יקרומטר x 80 יקרומטר ו 160 יקרומטר x 160 יקרומטר היו לפלט על וופלים קוורץ עם כרום/זהב (Cr/Au) שכבת הדבקה. לאחר פסיבציה, ליטוש ותהליכי ניקוי cathodic, האלקטרודות עברו לגלואוסטטי חמצון עם התחשבות בחוק האלקטרוליזה של פאראדיי כדי ליצור שכבות חלקות של AgCl עם מידה מוגדרת של כיסוי על גבי האלקטרודות כסף. פרוטוקול זה מאומת על ידי בדיקה של סריקת מיקרוסקופ אלקטרונים (SEM) התמונות של פני השטח של אלקטרודות מפוברק Ag/AgCl סרט דק, אשר מדגיש את הפונקציונליות ואת הביצועים של הפרוטוקול. משנה אופטימלית אלקטרודות מפוברק מפוברק כמו גם עבור השוואה. פרוטוקול זה ניתן להשתמש באופן נרחב כדי להמציא אלקטרודות Ag/AgCl עם דרישות עכבה ספציפית (למשל, בודק אלקטרודות עבור יישומים חישה עכבה כמו זרימת העכבה cy, מערכי האלקטרודה ההדדית).
מבוא
האלקטרודה Ag/AgCl היא אחת האלקטרודות הנפוצות ביותר בתחום האלקטרוכימיה. הוא משמש בדרך כלל כאלקטרודה התייחסות במערכות אלקטרוכימי בשל קלות הייצור, המאפיין הלא רעיל והפוטנציאל האלקטרודה יציב1,2,3,4,5,6.
חוקרים ניסו להבין את המנגנון של אלקטרודות Ag/AgCl. שכבת המלח הכללורי על האלקטרודה נמצאה כחומר בסיסי בתגובה האופיינית לחמצון של האלקטרודות Ag/AgCl בתוך אלקטרוליט כלוריד המכיל. עבור השביל חמצון, כסף באתרים שלמות על פני האלקטרודה משלבת עם יוני כלוריד בפ....
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
פרוטוקול
1. ייצור שכבת הדבקה של Cr/Au באמצעות ההמראה
- Spincoat photoresist חיובית של 1.2 יקרומטר עובי על וופל קוורץ באמצעות מהירות כפולה של 1,000 rpm עבור 5 s ו מהירות ספין של 4,000 rpm עבור 30 s.
- לאפות את הphotoresist על וופל הקוורץ ב-110 ° c עבור 5 דקות על צלחת חמה.
- באמצעות מסכת תנינים, לחשוף את וופל כזה מיקומים עבור התצהיר Cr/Au חשופים עם אולטרה סגול (UV) אור. צפיפות המתח והזמן החשיפה היא 16 mW/cm2 ו-7.5 s בהתאמה (צפיפות האנרגיה החשיפה = 120 mJ/cm2).
- לפתח את הפרוסת וופל על ידי שוטף אותו בפיתוח חיובי מפתח FHD-5 עבור 1 דקות. לשטוף את וופל עם מים מוכי (DI) לאחר תהליך הפיתוח.
- יבש וופל באמצעות חנקן (N2
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
תוצאות
איור 1 מראה 80 יקרומטר x 80 יקרומטר Ag/agcl אלקטרודה עם כיסוי agcl מעוצב של 50% מפוברק בעקבות פרוטוקול זה. על ידי התבוננות, האזור של התיקון agcl הוא סביב 68 יקרומטר x 52 יקרומטר, אשר תואם סביב 55% של כיסוי agcl. הדבר מראה שהפרוטוקול יכול לשלוט בכמות הכיסוי של AgCl באלקטרודות הסרט הדק. השכבה AgCl מפוברק הוא גם חלק מאוד, כפי שניכר על ידי החלקה של חלקיקי AgCl סמוכים. יתר על כן, שכבת AgCl היא רק שכבה אחת, אשר מוכחת על ידי העדר חלקיקים AgCl מוערמים וצומת Ag/AgCl י.......
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
דיון
התכונות הפיזיות של אלקטרודה Ag/AgCl נשלטת על ידי המבנה ומבנה ה-AgCl הופקד על האלקטרודה. במאמר זה, הצגנו פרוטוקול כדי לשלוט במדויק את הכיסוי של שכבה אחת של AgCl על פני השטח של האלקטרודה הכסופה. חלק אינטגרלי של הפרוטוקול הוא צורה שונה של חוק פאראדיי של אלקטרוליזה, אשר משמש כדי לשלוט על מידת AgCl על אלקטרודות כסף הסרט הדק. ניתן לכתוב בתור:
כאשר X הוא העובי של שכבת AgCl יחידה ב-cm (350 ננומטר = 3.5 X 10
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
גילויים
. למחברים אין מה לגלות
תודות
עבודה זו נתמכה על ידי מענק מקרן RGC-NSFC בחסות מועצת מענקי המחקר של הונג קונג (פרויקט מס ' N_HKUST615/14). היינו רוצים להכיר את מתקן הייצור של ננוסיסטם (NFF) של HKUST עבור ייצור המכשיר/מערכת.
....הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
חומרים
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| AST Peva-600EI מערכת אידוי קרן אלקטרונית | מערכת מתקדמת | לתצהיר Cr / Au | |
| AZ 5214 E Photoresist | מיקרוכימיקלים | פוטו-רזיסט לפתיחת כרית | |
| AZ P4620 Photoresist | AZ חומרים אלקטרוניים | פוטו-רזיסט להרמת Ag | |
| ברנסון / IPC 3000 פלזמה אשר | ברנסון / IPC | אפר | |
| ברנסון 5510R-MT אולטרסאונד מנקה | ברנסון אולטרסאונד | Liftoff | |
| CHI660D | CH Instruments, Inc | מנתח אלקטרוכימי | |
| דנטון אקספלורר 14 RF / DC מקרטע | דנטון ואקום | עבור Ag מקרטע | |
| FHD-5 | Fujifilm | 800768 | Photoresist פיתוח HPR |
| 504 Photoresist | OCG מיקרואלקטרוניקה חומרים NV | פוטו-רזיסט להרמת Cr/Au | |
| אידוי חומצה הידרוכלורית 37% | VMR | 20252.420 | הכנת HCl מדולל לניקוי קתודי |
| J.A. Woollam M-2000VI אליפסומטר ספקטרוסקופי | J.A. Woollam | מדידת עובי שכבת פסיבציה של סיליקון דו חמצני על דמה | |
| Multiplex CVD | מערכות | סיליקון דו חמצני פסיבציה | |
| אוקספורד RIE Etcher | מכשירי | לפתיחת כרית | |
| אשלגן כלורי | סיגמא-אולדריץ' | 7447-40-7 | ביצוע פתרונות KCl |
| SOLITEC 5110-C/PD ציפוי ידני עם ראש יחיד | Solitec עיבוד רקיקים, בע"מ | לציפוי ספינינג של photoresist | |
| SUSS MA6 | SUSS MicroTec | מסכת יישור | |
| Sylgard 184 ערכת אלסטומר סיליקון | Dow Corning | למיכל על שבב |
מקורות
- 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.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הדפסות חוזרות והרשאות
