Summary
Dieses Protokoll demonstriert ein Verfahren zur elektrochemischen Aufrauung von Dünnschicht-Platinelektroden ohne präferenzielle Auflösung an Korngrenzen. Die elektrochemischen Techniken der zyklischen Voltammetrie und Impedanzspektroskopie werden demonstriert, um diese Elektrodenoberflächen zu charakterisieren.
Abstract
Dieses Protokoll demonstriert ein Verfahren zur elektrochemischen Schruppung von Dünnschicht-Platinelektroden ohne präferenzielle Auflösung an Korngrenzen des Metalls. Mit dieser Methode wurde eine rissfreie, dünnschichtige Makroelektrodenoberfläche mit bis zu 40-facher Vergrößerung der aktiven Oberfläche erhalten. Das Auliken ist in einem standardelektrochemischen Charakterisierungslabor einfach zu machen und inkubiert die Anwendung von Spannungsimpulsen, gefolgt von einer erweiterten Anwendung einer reduktiven Spannung in einer Perchlorsäurelösung. Das Protokoll umfasst die chemische und elektrochemische Aufbereitung sowohl einer Makroskala (1,2 mm Durchmesser) als auch einer Mikroskala (20 m Durchmesser) Platinscheibenelektrodenoberfläche, die Dierauung der Elektrodenoberfläche und die Charakterisierung der Auswirkungen der Oberflächenaufrauung auf Elektroden aktive Oberfläche. Diese elektrochemische Charakterisierung umfasst zyklische Voltammetrie und Impedanzspektroskopie und wird sowohl für die Makroelektroden als auch für die Mikroelektroden demonstriert. Das Ausforen erhöht die aktive Oberfläche der Elektroden, verringert die Elektrodenimpedanz, erhöht die Platin-Ladungsinjektionsgrenzen auf die Grenzwerte für Titannitridelektroden gleicher Geometrie und verbessert Substrate für die Haftung von elektrochemisch abgelagerten Folien .
Introduction
Vor fast fünf Jahrzehnten erfolgte die erste Beobachtung der oberflächenverstärkten Raman-Spektroskopie (SERS) auf elektrochemisch aufgerauten Silber1. Elektrochemische Sgeraulegung von Metallfolien ist auch heute noch attraktiv wegen seiner Einfachheit gegenüber anderen Aufrauungsmethoden2,3 und seine Nützlichkeit in vielen Anwendungen wie die Verbesserung aptamer Sensoren4, Verbesserung der neuronalen Sonden5, und Verbesserung der Haftung auf Metallsubstraten6. Elektrochemische Schruppverfahren existieren für viele Schüttmetalle1,5,7,8,9,10. Bis vor kurzem gab es jedoch keinen Bericht über die Anwendung elektrochemischer Aufraunung auf dünne (hunderte Nanometer dicke) Metallfolien6, trotz der Prävalenz von mikrofabrizierten Dünnschicht-Metallelektroden in einer Reihe von Bereichen.
Etablierte Methoden zum Aufrauen dicker Platin (Pt) Elektroden5,8 delaminate Dünnschicht Pt Elektroden6. Durch modulationierung der Frequenz des Aufrauwirbelverfahrens und des Elektrolyts, der für die Aufrauung verwendet wird, demonstrierten Ivanovskaya etal. pt Dünnschicht-Schruppen ohne Delamination. Diese Veröffentlichung konzentrierte sich auf die Verwendung dieses neuen Ansatzes, um die Oberfläche von Platinaufnahme- und Stimulationselektroden an mikrofabrizierten neuronalen Sonden zu erhöhen. Die aufgerauten Elektroden wurden demonstriert, um die Aufnahme- und Stimulationsleistung zu verbessern und die Haftung von elektrochemisch abgelagerten Filmen zu verbessern und die Biosensorempfindlichkeit zu verbessern6. Dieser Ansatz verbessert wahrscheinlich auch die Oberflächenreinigung von mikrofabrizierten Elektroden-Arrays und verbessert die Möglichkeiten von Dünnschichtelektroden auch für andere Sensoranwendungen (z. B. Aptasensoren).
Der Ansatz zum Aufrauen von Dünnschichtmakroelektroden (1,2 mm Durchmesser) und Mikroelektroden (20 m Durchmesser) ist im folgenden Protokoll beschrieben. Dazu gehört die Vorbereitung der Elektrodenoberfläche zum Auunden und wie die Rauheit der Elektrode charakterisiert werden kann. Diese Schritte werden zusammen mit Tipps zur Optimierung des Aufrauungsverfahrens für andere Elektrodengeometrien und die wichtigsten Faktoren vorgestellt, um sicherzustellen, dass eine Elektrode zerstörungsfrei aufgeraut wird.
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Protocol
VORSICHT: Bitte beachten Sie vor der Verwendung alle relevanten Sicherheitsdatenblätter (SDS). Mehrere der in diesem Protokoll verwendeten Chemikalien sind akut toxisch, krebserregend, oxidierend und explosiv, wenn sie in hohen Konzentrationen verwendet werden. Nanomaterialien können im Vergleich zu ihrem Massen-Gegenstück zusätzliche Gefahren haben. Bitte verwenden Sie bei der Durchführung dieses Protokolls alle geeigneten Sicherheitspraktiken, einschließlich der Verwendung von technischen Kontrollen (Rauchhaube) und persönlicher Schutzausrüstung (Schutzbrille, Handschuhe, Labormantel, Hose in voller Länge, Schuhe mit geschlossener Zehen).
1. Reinigung der Pt-Elektrode(n) vor der ersten Charakterisierung und Oberflächenaufrautung
- Reinigen Sie die Elektroden unter Ozon mit einem Labor-UV-Ozonreiniger bei 80 °C für 10 min chemisch.
- Einweichen Sie den Teil der Sonde, der die Elektrode(n) enthält, in ein Lösungsmittel (z. B. ein 30 min Einweichen in Aceton für die in diesem Protokoll gezeigten Mikroelektroden).
HINWEIS: Andere Methoden können effektiver sein, um organische Stoffe von den Elektroden abhängig von Elektrodengehäuse und Geometrie zu entfernen, aber dieses Einweichen von Lösungsmitteln funktioniert gut für die Elektroden im Protokoll. - Elektrochemisch reinigen Sie die Oberfläche aller Elektroden durch repetitives Potential,-Zyklus in einer sauren Lösung von Perchlorsäure. Die Perchlorsäurelösung muss nicht gereinigt werden, um die Konzentration der vorhandenen Gase zu ändern.
- Laden Sie Einstellungen auf den Potentiostat, um zyklische Voltammogramme (CVs) auf die Elektroden anzuwenden. Scannen von 0,22 V bis 1,24 V vs. Ag| AgCl (oder -0,665 V bis 0,80 V vs Quecksilbersulfat-Referenzelektrode (MSE), die Referenz für das Auunden) mit einer Scanrate von 200 mV/s.
ANMERKUNG: Unabhängig vom verwendeten Referenzmaterial werden alle Potenziale in diesem Dokument in Bezug auf Ag| AgCl (gesättigt mit KCl) Referenzelektrode. Der in dieser Studie verwendete potentielleVersatz zwischen dem in dieser Studie verwendeten (enthält 1,0 M H2 SO4) und Ag| AgCl (gesättigt mit KCl)ist 0. 44 V11.- Drücken Sie in der EC-Lab-Software unter der Registerkarte Experimentieren das +-Zeichen, um elektrochemische Technik hinzuzufügen. Im Popup-Fenster werden Insert-Techniken angezeigt.
- Klicken Sie auf Elektrochemische Techniken. Wenn es erweitert wird, klicken Sie auf Voltamperometrische Techniken. Wenn sich das ausdehnt, doppelklicken Sie auf Cyclic Voltammetry - CV. 1-CV-Zeile wird im Experiment-Fenster angezeigt.
- Füllen Sie im Fenster Experiment die folgenden Parameter aus:
Ei = 0 V gegen Eoc
dE/dt = 200 mV/s
E1 = -0,665 V vs Ref
E2 = 0,8 V vs Ref
n = 200
Messen über die letzten 50% der Schrittdauer
Datensatz gemittelt über N = 10 Spannungsschritte
E-Bereich = -2,5; 2,5 V
Irange = Auto
Bandbreite = 7
Endscan Ef = 0 V vs Eoc
- Untertauchen Sie die Elektrodenspitze des Gerätes in eine 500 mM Perchlorsäurelösung (HClO4), die auch eine Pt-Drahtzählerelektrode und MSE-Referenz enthält.
ANMERKUNG: Um Veränderungen in den elektrochemischen Prozessen durch Chloridionenkontamination zu vermeiden, wird eine chloridfreie Referenzelektrode (z. B. leckfreie Ag| AgCl oder, etc. ) muss für alle Tests verwendet werden, die in sauren Elektrolyten in diesem Protokoll durchgeführt werden. - Verbinden Sie eine Elektrode oder kurze mehrere Elektroden eines Multielektrodengeräts als Arbeitselektrode miteinander.
- Verbinden Sie die Arbeits-, Zähler- und Referenzelektroden mit dem Potentiostat.
- Drücken Sie in der EC-Lab-Software im Fenster Experiment die erweiterten Einstellungen auf der linken Seite.
- Wählen Sie unter Erweiterte Einstellungen Elektrodenkonfiguration = CE zu Masseaus. Verbinden Sie die Arbeits-, Zähler- und Referenzelektrode mit den Instrumentenleitungen, wie im Elektrodenanschlussdiagramm dargestellt.
- Drücken Sie die Run-Taste (grünes Dreieck unter Experimentfenster), um das Experiment zu starten.
- Führen Sie sich wiederholende potentiale Zyklen aus, bis sich die Voltammogramme visuell von einem Zyklus zum nächsten zu überlappen scheinen. Dies geschieht in der Regel nach 50-200 Lebensläufen.
- Laden Sie Einstellungen auf den Potentiostat, um zyklische Voltammogramme (CVs) auf die Elektroden anzuwenden. Scannen von 0,22 V bis 1,24 V vs. Ag| AgCl (oder -0,665 V bis 0,80 V vs Quecksilbersulfat-Referenzelektrode (MSE), die Referenz für das Auunden) mit einer Scanrate von 200 mV/s.
2. Elektrochemische Charakterisierung der Elektrodenoberfläche vor dem Auunden
- Führen Sie alle elektrochemischen Charakterisierungen in der oben beschriebenen 3-Elektroden-Konfiguration in den Schritten 1.3.2 - 1.3.4 durch. Alle Potenziale in den folgenden Schritten werden in Bezug auf eine Ag| AgCl-Referenzelektrode. Verwenden Sie einen Pt-Draht als Gegenelektrode. Verwenden Sie eine herkömmliche Ag| AgCl-Elektrode zur Charakterisierung in phosphatgepufferter Saline (PBS), aber verwenden Sie eine leckagelose Ag| AgCl oder als Referenz für alle Tests, die in sauren Lösungen durchgeführt werden.
- Laden Von -0,22 bis 1,24 V vs Ag| AgCl (oder -0,665 V bis 0,80 V vs. MSE) bei einer Scanrate von 50 mV/s. Untertauchen Sie die Elektrodenspitze des Geräts in ein Becherglas mit demoxygenierten 500 mM HClO4 (entoxygeniert mit N2 Gas für 10 min), das auch eine Pt-Draht-Zählerelektrode und MSE-Referenz enthält.
- Drücken Sie in der EC-Lab-Software unter der Registerkarte Experimentieren das +-Zeichen, um elektrochemische Technik hinzuzufügen. Im Popup-Fenster werden Insert-Techniken angezeigt.
- Klicken Sie auf Elektrochemische Techniken. Wenn es erweitert wird, klicken Sie auf Voltamperometrische Techniken. Wenn sich das ausdehnt, doppelklicken Sie auf Cyclic Voltammetry - CV. 1-CV-Zeile wird im Experiment-Fenster angezeigt.
- Füllen Sie im Fenster Experiment die folgenden Parameter aus:
Ei = 0 V gegen Eoc
dE/dt = 50 mV/s
E1 = -0,665 V vs Ref
E2 = 0,8 V vs Ref
n = 10
Messen über die letzten 50% der Schrittdauer
Datensatz gemittelt über N = 10 Spannungsschritte|
E-Bereich = -2,5; 2,5 V
Irange = Auto
Bandbreite = 7
Endscan Ef = 0 V vs Eoc
HINWEIS: Die einzigen Unterschiede zwischen diesem Setup und dem zuvor in Schritt 1.3 beschriebenen sind die Verwendung von desoxygenierten 500 mM HClO4 und die Sicherstellung, dass nur eine Elektrode als Arbeitselektrode verwendet wird. Drücken Sie in der EC-Lab-Software im Fenster Experiment die erweiterten Einstellungen auf der linken Seite. - Wählen Sie unter Erweiterte Einstellungen Elektrodenkonfiguration = CE zu Masseaus. Verbinden Sie die Arbeits-, Zähler- und Referenzelektrode mit den Instrumentenleitungen, wie im Elektrodenanschlussdiagramm dargestellt.
- Drücken Sie die Run-Taste (grünes Dreieck unter Experimentfenster), um das Experiment zu starten.
- Führen Sie sich wiederholende potentiale Zyklen aus, bis sich die Voltammogramme visuell von einem Zyklus zum nächsten zu überlappen scheinen.
- Berechnen Sie die Elektrodenoberfläche aus den Wasserstoffadsorptionsspitzen der hoch reproduzierbaren (überlappenden) Lebensläufe nach der Methode von J. Rodriguez, et al.11.
- Bestimmen Sie die Ladung, die mit der Adsorption einer Wasserstoffmonoschicht (Q) auf die Elektrodenoberfläche verbunden ist, indem Sie die beiden kathodischen Spitzen eines CV zwischen den Potentialen, bei denen der kathodische Strom vom Doppelschichtstrom (
) und dem Wasserstoff abweicht, integrieren. evolution beginnt
( ) nach Abzug der Ladung
im Zusammenhang mit Monolayer-Aufladung ( ). Scanrate ()wirkt sich auch auf diese Adsorption aus. Verwenden Sie die folgende Gleichung, um Q zu bestimmen.
Grafische Darstellung des integrierten Bereichs finden Sie in J. Rodriguez, et al.11. - Berechnen Sie die effektive Oberfläche (A) einer Elektrode, indem Sie Q durch die Ladungsdichte der Bildung von Wasserstoffmonolayer (k) dividieren. Für eine atomar flache polykristalline Pt-Oberfläche k = 208 c/cm2.
A = Q / k
- Bestimmen Sie die Ladung, die mit der Adsorption einer Wasserstoffmonoschicht (Q) auf die Elektrodenoberfläche verbunden ist, indem Sie die beiden kathodischen Spitzen eines CV zwischen den Potentialen, bei denen der kathodische Strom vom Doppelschichtstrom (
- Wenn die beiden kathodischen Spitzen eines Pt CV schlecht aufgelöst sind, schätzen Sie die Elektrodenoberfläche aus der Doppelschichtkapazität an der Elektroden-Lösungsschnittstelle. Die Verwendung des in Schritt 2.1.1 beschriebenen Ansatzes, wenn Wasserstoffspitzen schlecht gelöst sind, führt zu ungenauen Ergebnissen.
- Messen Sie die Impedanzspektren einer einzelnen Elektrode unter offenen Schaltungsbedingungen in PBS (pH 7,0, 30 mS/cm Leitfähigkeit). Untertauchen Sie die Elektrodenspitze des Geräts in PBS, die auch eine Pt-Drahtzählerelektrode und MSE-Referenz enthält. Schließen Sie eine Elektrode nach der anderen als Arbeitselektrode an. Als nächstes verwenden Sie einen Potentiostat, um eine Impedanzzeichenwelle mit einer Amplitude von 10 mV über den Frequenzbereich 1 Hz - 100 kHz anzuwenden.
- Drücken Sie in der EC-Lab-Software unter der Registerkarte Experimentieren das +-Zeichen, um elektrochemische Technik hinzuzufügen. Im Popup-Fenster werden Insert-Techniken angezeigt.
- Klicken Sie auf Elektrochemische Techniken. Wenn es erweitert wird, klicken Sie auf Impedanzspektroskopie. Wenn sich das ausdehnt, doppelklicken Sie auf Potentio Electrochemical Impeddance Spectroscopy. 1-PEIS Linie wird im Experiment-Fenster angezeigt.
- Füllen Sie im Fenster Experiment die folgenden Parameter aus:
Ei = 0 V gegen Eoc
fi = 1 Hz
ff = 100 kHz
Nd = 6 Punkte pro Jahrzehnt
Im logarithmischen Abstand
Va = 10 mV
Pw = 0,1
Na = 3
nc = 0
E-Bereich = -2,5; 2,5 V
Irange = Auto
Bandbreite = 7 - Drücken Sie in der EC-Lab-Software im Fenster Experiment die erweiterten Einstellungen auf der linken Seite.
- Wählen Sie unter Erweiterte Einstellungen Elektrodenkonfiguration = CE zu Masseaus. Verbinden Sie die Arbeits-, Zähler- und Referenzelektrode mit den Instrumentenleitungen, wie im Elektrodenanschlussdiagramm dargestellt.
- Drücken Sie die Run-Taste (grünes Dreieck unter Experimentfenster), um das Experiment zu starten.
- Messen Sie die Impedanzspektren einer einzelnen Elektrode unter offenen Schaltungsbedingungen in PBS (pH 7,0, 30 mS/cm Leitfähigkeit). Untertauchen Sie die Elektrodenspitze des Geräts in PBS, die auch eine Pt-Drahtzählerelektrode und MSE-Referenz enthält. Schließen Sie eine Elektrode nach der anderen als Arbeitselektrode an. Als nächstes verwenden Sie einen Potentiostat, um eine Impedanzzeichenwelle mit einer Amplitude von 10 mV über den Frequenzbereich 1 Hz - 100 kHz anzuwenden.
- Bestimmen Sie die Doppelschichtkapazität aus den Impedanzspektren der Elektrode (gesammelt in Schritt 2.1.4.1), indem Sie die Spektren mit einem gleichwertigen Schaltungsmodell mithilfe der Impedanzanalysesoftware ausstatten.
ANMERKUNG: Analyse in repräsentativen Ergebnissen und in Iwanowskaja, et al. 6 wurde mit dem Impedanzanalyse-Fitting-Werkzeug Z Fit durchgeführt.- Klicken Sie in der EC-Lab-Software im Listenmenü Experimentieren auf Datendatei laden.
- Wählen Sie Nyquist Impedanz-Plottyp in der oberen Menüleiste aus.
- Klicken Sie auf Analyse, und wählen Sie dann Elektrochemische Impedanzspektroskopieaus, und klicken Sie auf Z Anpassen.
- Wenn dann z-Fit Bio-Logics Pop-up-Fenster erscheint, klicken Sie auf die Schaltfläche Bearbeiten
- Wählen Sie Schaltung mit 2 Elementen anzeigen und wählen Sie R1 + Q1 aus der Liste der entsprechenden Schaltungsmodelle. Klicken Sie auf OK.
- Erweitern Sie den Abschnitt Anpassen des Popupfensters, und stellen Sie sicher, dass die Einstellungen Randomize + Simplexsind, die Randomisierung bei 5.000 Iterationen beenden und die Anpassung an 5.000 Iterationen beenden.
- Drücken Sie die Schaltfläche Berechnen, und beobachten Sie die anfänglicheanpassungsspektren, die dem Diagramm hinzugefügt wurden. Drücken Sie Minimieren und beobachten Sie die endgültige Passung.
- Passen Sie Die Anpassungsgrenzen (grüne Kreise) an, um laute oder verzerrte Daten von der Anpassung auszuschließen. Geschätzte Anpassungsparameter werden unter Ergebnisse angezeigt.
- Stellen Sie sicher, dass das berechnete äquivalente Schaltungsmodell an ein Nyquist-Diagramm der Daten anpasst, das den ohmschen Widerstand (R) in Reihe mit einem konstanten Phasenwinkel (CPE) enthält.
- Beachten Sie den Doppelschicht-Kapazitätswert (Q), der Teil von CPE im entsprechenden Schaltungsmodell ist.
- Schätzen Sie die Veränderung der Oberfläche als Verhältnis von Q gemessen vor und nach dem Aufrauen, da Doppelschichtkapazität (Q) linear mit aktiver Oberfläche12zunimmt.
- Laden Von -0,22 bis 1,24 V vs Ag| AgCl (oder -0,665 V bis 0,80 V vs. MSE) bei einer Scanrate von 50 mV/s. Untertauchen Sie die Elektrodenspitze des Geräts in ein Becherglas mit demoxygenierten 500 mM HClO4 (entoxygeniert mit N2 Gas für 10 min), das auch eine Pt-Draht-Zählerelektrode und MSE-Referenz enthält.
) und dem Wasserstoff abweicht, integrieren. evolution beginnt
( ) nach Abzug der Ladung
im Zusammenhang mit Monolayer-Aufladung ( ). Scanrate ()wirkt sich auch auf diese Adsorption aus. Verwenden Sie die folgende Gleichung, um Q zu bestimmen.
3. ElektrochemischeSgeraufärbung einer Makroelektrode
HINWEIS: Die elektrochemische Schruppung wird durch eine Reihe von Oxidations-/Reduktionsimpulsen angetrieben, die zu Oxidwachstum und -auflösung führen. Bei einer schwach adsorbierenden Anion (wie HClO4) wird diese Auflösung von Pt-Kristall-Neustellung begleitet, während bei stark adsorbierenden Anionen (wie H2 SO4) dieser Prozess zu bevorzugten Intergrain Pt führt. Auflösung, die Mikrorisse in der Elektrodenoberfläche erzeugt6. Daher ist die Verwendung von hochreinem HClO4 Elektrolyt unerlässlich, um Mikrorisse in der Elektrodenoberfläche zu verhindern.
- Verwenden Sie einen Potentiostat, der in der Lage ist, Spannungsimpulse mit der Pulsbreite von 2 ms anzuwenden, um Makroelektroden zu authemmen. Dieses Verfahren kann entweder mit Potentiostat auf der beigefügten Materialliste durchgeführt werden.
- Programmieren Sie die folgenden Parameter in den Potentiostat, um eine Pt-Scheibenmakrode mit einem Durchmesser von 1,2 mm aufzurauen.
- Beginnen Sie das Aufrauungsprotokoll mit einer Reihe von Oxidations-/Reduktionsimpulsen zwischen -0,15 V(Vmin)und 1,9 - 2,1 V (V max) bei 250 Hz mit einem Betriebszyklus von 1:1 für 10 - 300 s. Die Dauer der Pulsanwendung bestimmt das Schruppen, je länger das Pulsieren erfolgt, desto mehr Aufrauung. Verwenden Sie Abbildung 1A und die Diskussion als Leitfaden, um die spezifischen Parameter zu bestimmen, die erforderlich sind, um eine bestimmte Oberflächenrauheit zu erreichen.
- Öffnen Sie das VersaStudio-Programm.
- Erweitern Sie das Menü Experiment, und wählen Sie Neuaus.
- Wählen Sie im Popupfenster Aktion auswählen aus, wählen Sie Schnelle potenzielle Impulse aus, und geben Sie den gewünschten Dateinamen ein, wenn Sie dazu aufgefordert werden. Schnelle potenzielle Impulse Linie wird dann unter Aktionen durchgeführt Tab angezeigt werden.
- Füllen Sie folgendes unter den Eigenschaften der Eigenschaften "Schnelle potenzielle Impulse/Pulse"aus. Geben Sie Anzahl der Impulse = 2, Potential (V) 1 = -0.39 vs Ref für 0.002 s und Potential (V) 2 = 1.56 vs Ref für 0.002 s ein.
- Unter Scan-Eigenschaftenausfüllen: Zeit pro Punkt = 1 s, Anzahl der Zyklen:50.000 (für 200 s Dauer).
- Geben Sie unter Instrument-Eigenschaften den Bereich Strom = Autoein.
- Programmieren Sie den Potentiostat, um sofort der Reihe von Impulsen mit einer längeren Anwendung eines konstanten Reduktionspotentials (-0,15 V (oder -0,59 V vs. MSE) für 180 s) zu folgen, um die erzeugten Oxide vollständig zu reduzieren und die Elektrodenoberfläche zu stabilisieren.
- Drücken Sie in der VersaStudio-Software die Taste +, um einen neuen Schritt einzufügen.
- Doppelklicken Sie auf Chronoamperometry.
- Geben Sie Potential (V) = -0,59, Zeit pro Punkt (s) = 1 und Dauer (s) = 180 ein.
- Verwenden Sie die visuelle Darstellung des in den Schritten 3.2.1 beschriebenen Paradigmas. und 3.2.2 ( Abbildung 2) zur Unterstützung bei der Programmierung des Potentiostats.
HINWEIS: Spezifische Parameter variieren für verschiedene Elektrodengeometrien, aber die Verwendung der oben genannten Parameter als Ausgangspunkt und dann variierende Vmax und Pulsdauer ist die empfohlene Methode, um Schruppparameter für andere Geometrien zu optimieren. Die Verwendung einer hochreinen HClO 4-Lösung ist für diesen Schritt unerlässlich.
- Beginnen Sie das Aufrauungsprotokoll mit einer Reihe von Oxidations-/Reduktionsimpulsen zwischen -0,15 V(Vmin)und 1,9 - 2,1 V (V max) bei 250 Hz mit einem Betriebszyklus von 1:1 für 10 - 300 s. Die Dauer der Pulsanwendung bestimmt das Schruppen, je länger das Pulsieren erfolgt, desto mehr Aufrauung. Verwenden Sie Abbildung 1A und die Diskussion als Leitfaden, um die spezifischen Parameter zu bestimmen, die erforderlich sind, um eine bestimmte Oberflächenrauheit zu erreichen.
- Untertauchen Sie die Elektrode, die die Spitze des Geräts enthält, in 500 mM HClO 4, die auch eine Pt-Drahtzählerelektrode und eine MSE-Referenzelektrode enthält. Dann verbinden Sie eine einzelne Elektrode als Arbeitselektrode und wenden Sie das pulsierende Paradigma an, um die Elektrode aufzurauen.
- Drücken Sie in VersaStudio die Run-Taste im Menü, um mit dem Aufrauen zu beginnen.
4. ElektrochemischeSgeraufärbung einer Mikroelektrode
- Verwenden Sie einen Potentiostat, der Spannungsimpulse mit der Pulsbreite von 62,5 s anwenden kann, um Mikroelektroden zu rauhen. Der VMP-300 potentiostat auf der Materialliste ist nicht in der Lage, diese kurzen Impulse anzuwenden, während der VersaSTAT 4 Potentiostat die schnellen Impulse anwenden kann, die zum Aufrauen von Dünnschicht-Mikroelektroden erforderlich sind.
- Programmieren Sie die folgenden Parameter in den Potentiostat, um eine pt-Disk-Mikroelektrode mit einem Durchmesser von 20 m Durchmesser, die bündig mit ihrem Isoliermaterial hergestellt wurde, aufzurauen. Das Schruppprotokoll kann auf eine einzelne Elektrode oder mehrere Zusammenknoten aufgebracht werden (siehe zusätzliche Erläuterung in Schritt 4.3).
- Beginnen Sie das Aufrauungsprotokoll mit einer Reihe von Oxidations-/Reduktionsimpulsen zwischen -0,25 V(Vmin)und 1,2 - 1,4 V (V max) bei 4.000 Hz mit einem Betriebszyklus von 1:3 (Oxidation: Reduktionspulsbreiten) für 100 s. die spezifischen Parameter bestimmen, die für andere Elektrodengeometrien erforderlich sind.
- Öffnen Sie das VersaStudio-Programm.
- Erweitern Sie das Menü Experiment, und wählen Sie Neuaus.
- Wählen Sie im Popupfenster Aktion auswählen aus, wählen Sie Schnelle potenzielle Impulse aus, und geben Sie den gewünschten Dateinamen ein, wenn Sie dazu aufgefordert werden. Schnelle potenzielle Impulse Linie wird dann unter Aktionen durchgeführt Tab angezeigt werden.
- Füllen Sie folgendes unter den Eigenschaften der Eigenschaften "Schnelle Potentialimpulse/ Puls"aus, geben Sie Anzahl der Impulse = 2, Potential (V) 1 = -0,49 vs Ref für 0,0625 ms und Potential (V) 2 = 1,06 vs Ref für 0,1875 ms ein.
- Unter Scan-Eigenschaftenausfüllen: Zeit pro Punkt = 1 s und Anzahl der Zyklen:400.000 (für 100 s Dauer).
- Geben Sie unter Instrument-Eigenschaften den Bereich Strom = Autoein.
- Programmieren Sie den Potentiostat, um sofort der Reihe von Impulsen mit einem verlängerten Reduktionspotential (-0,20 V für 180 s) zu folgen, um die produzierten Oxide vollständig zu reduzieren und die Chemie der Elektrodenoberfläche zu stabilisieren.
- Drücken Sie in der VersaStudio-Software die Taste +, um einen neuen Schritt einzufügen.
- Doppelklicken Sie auf Chronoamperometry.
- Geben Sie Potential (V) = -0,64, Zeit pro Punkt (s) = 1 und Dauer (s) = 180 ein.
HINWEIS: Die Verwendung einer hochreinen HClO 4-Lösung ist für diesen Schritt unerlässlich.
- Beginnen Sie das Aufrauungsprotokoll mit einer Reihe von Oxidations-/Reduktionsimpulsen zwischen -0,25 V(Vmin)und 1,2 - 1,4 V (V max) bei 4.000 Hz mit einem Betriebszyklus von 1:3 (Oxidation: Reduktionspulsbreiten) für 100 s. die spezifischen Parameter bestimmen, die für andere Elektrodengeometrien erforderlich sind.
- Untertauchen Sie die Elektrode, die die Spitze des Geräts enthält, in 500 mM HClO 4, die auch eine Pt-Drahtzählerelektrode und MSE-Referenz enthält. Dann verbinden Sie eine einzelne Elektrode oder mehrere kurzvermiedene Elektroden als Arbeitselektrode und wenden Sie das pulsierende Paradigma an. Im potentiostatischen Modus können Elektroden verkürzt werden, wenn der Spurenwiderstand innerhalb des Geräts gering ist. In dieser Situation ist ein ohmischer Tropfen durch ein Gerät vernachlässigbar, so dass alle kurz gezurten Elektroden das angewandte Potenzial erfahren.
- Drücken Sie in VersaStudio die Run-Taste im Menü oben auf dem Bildschirm, um das Aufrauen zu starten.
HINWEIS: Das Ausschwellen von Mikroelektroden kann eine Anpassung der Pulsparameter in Abhängigkeit von der Elektrodengeometrie, der Pt-Zusammensetzung und der Topologie erfordern (z.B. Brunnentiefe für eine Elektrode, die in Isoliermaterial eingelassen ist). Beginnen Sie mit den hier aufgeführten Parametern und ändern Sie den V-Max-Wert, um mit der Optimierung der Schruppparameter für verschiedene Elektrodengeometrien zu beginnen. Die verschiedenen Pulsparameter für drei verschiedene Geometrien sind in Tabelle 1zusammengefasst.
5. Charakterisierung der Elektrodenoberfläche nach dem Aufrauen
- Bestimmen Sie die Zunahme der effektiven Oberfläche von Makroelektroden mit den Schritten 2.1.1-2.1.5.
- Bestimmen Sie die Zunahme der effektiven Oberfläche von Mikroelektroden mit den Schritten 2.1.1-2.1.5.
- Beobachten Sie die Veränderungen im Elektrodenbild nach dem Aufrauen in der optischen Mikroskopie als Verlust der Metallglanz (siehe Repräsentative Ergebnisse) und in der Rasterelektronenmikroskopie (SEM)6 als offensichtliche Abnahme der Oberflächenglätte.
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Representative Results
Abbildung 2zeigt einen Schaltplan, der die Spannungsanwendung zum Auieren von Makroelektroden und Mikroelektroden zeigt. Optische Mikroskopie kann verwendet werden, um den Unterschied im Aussehen einer aufgerauten Makroelektrode (Abbildung 3) oder Mikroelektroden (Abbildung 4) zu visualisieren. Darüber hinaus kann die elektrochemische Charakterisierung der Pt-Oberfläche mittels Impedanzspektroskopie und zyklischer Voltammetrie leicht die erhöhte aktive Oberfläche einer aufgerauten Makroelektrode (Abbildung1) und der Mikroelektrode ( Abbildung 5). Die Beziehung zwischen Oberflächenrauheit und der Anzahl der aufgebrachten Aufrauimpulse (Pulsdauer) wird für Makroelektroden in Abbildung 4dargestellt. Für jede neue Elektrodengeometrie, sowohl innerhalb der Makroelektroden- als auch der Mikroelektrodenregime, wird wahrscheinlich die Optimierung der Aufrauungsparameter erforderlich sein, um die ideale aufgeraute Oberfläche für verschiedene Anwendungen zu erhalten. Tabelle 1 zeigt ein Beispiel für verschiedene Schruppparameter, um die aktive Elektrodenoberfläche für verschiedene Elektrodengeometrien maximal zu erhöhen.
Abbildung 1 . Rauhierte pt Makroelektroden elektrochemische Charakterisierung. (A) Rauheitsfaktor als Funktion der Pulsdauer beim Auieren von Makroelektroden (1,2 mm Durchmesser) in 0,5 M HClO4 mit Vmax= 1,9 V und Vmin= -0,15 V, 250 Hz-Impulse für unterschiedliche Dauern. (B) Zyklische Voltammetrie (Scanrate von 100 mV/s) einer Pt-Makroelektrode, die in 0,5 M HClO4 mit Vmax= 1,9 V Pulsamplitude, 250 Hz 300 s Pulsieren, gemessen in 0,5 M HClO4 vor (blau) und nach (rotem) Aufrauen. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.
Abbildung 2 . Schematisches Spannungspulsing-Paradigma für Elektroden-Vorgeraubau. Das Raunen beginnt mit einer Reihe von Oxidations-/Reduktionsimpulsen zwischen einem reduktiven, typisch negativen Potential (Vmin)und einem oxidativen, typisch positiven Potential (Vmax) unmittelbar gefolgt von einer längeren, konstanten Anwendung mit einem reduktiven Potenzial, um alle durch Pulsieren entstehenden Oxide vollständig zu reduzieren und die Chemie der Elektrodenoberfläche zu stabilisieren. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.
Abbildung 3 . Optische Mikroskopiebilder von Pt-Makroelektroden. Elektrodenoberfläche (A) als vor dem Auieren gesputtert und (B) nach dem Aufrauen in Perchlorsäurelösung. Parameter für das Aufraun finden Sie in Tabelle 1. Jede Elektrode hat einen Durchmesser von 1,2 mm. SEM der Elektrodenoberflächen kann in Iwanowskaja, et al.6gesehen werden. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.
Abbildung 4 . Optische Mikroskopiebilder von Pt-Mikroelektroden, die in Perchlorsäurelösung aufgeraut sind. Parameter für das Autieren finden sich in Tabelle1 mit der Amplitude vmax als einzigem Unterschied zwischen den hier gezeigten Elektroden. Von links nach rechts Vmax = (A) 1.2, (B) 1.3, (C) 1.4 (V vs Ag| AgCl). Jede Elektrode hat einen Durchmesser von 20 m. SEM der Elektrodenoberflächen kann in Iwanowskaja gesehen werden, et al.6. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.
Abbildung 5 . Rauhierte pt Mikroelektroden elektrochemische Charakterisierung. (A) Impedanz der aufgerauten Pt-Mikroelektrode (20 m Scheibe) in PBS. Die gemessene Impedanz (schwarzer Kreis) über den Frequenzbereich von 10 Hz - 100 kHz wird durch die modellierte Impedanz (rot x) aus dem entsprechenden Schaltungsmodell überlagert dargestellt. (B) Zyklische Voltammetrie (Scanrate von 500 mV/s) von Pt-Mikroelektrode in 0,5 M HClO4 mit Vmax= 1,4 V Pulsamplitude gemessen vor (blau) und nach (roter) Aufrauung. Die aufgeraute Elektrode hat eine 2,6-fach erhöhte aktive Oberfläche, berechnet aus einem Verhältnis von Rauheitsfaktoren, die in Schritt 2.1.3 beschrieben sind (Oberflächenrauheit vor = 1,48, Oberflächenrauheit nach = 3,8). Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.
| Potenzielle Pulse | dauernd | Rauheitsfaktor a) geschätzt aus dem Lebenslauf b) geschätzt vom EIS |
||||||
| potenziell | ||||||||
| Elektrodengeometrie | Vmin | Vmax | Frequenz (Hz) | Einschaltdauer | Dauer (s) | potenziell | Dauer (s) | |
| (V) | (V) | (V) | ||||||
| 1,2 mm Durchmesser Pt Scheibe | -0,15 | 1,9 – 2,1 | 250 | 1:1 | 10-300 | -0,15 | 180 | 44 a) |
| Pt-Scheibe mit einem Durchmesser von 20 m | -0,25 | 1.2 - 1.4 | 4000 | 1:3 | 100 | -0,25 | 180 | 2.6 a) 2,7 b) |
| Pt-Scheibe mit einem Durchmesser von 10 m | -0,25 | 1.1 | 4000 | 1:3 | 100 | -0,25 | 180 | 2.2 b) |
Tabelle 1. Optimierte Parameter für das Auleiten verschiedener Elektrodengeometrien.
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Discussion
Das elektrochemische Audecken von Dünnschichtmakroelektroden und Mikroelektroden ist mit Oxidationsreduktionspulsing möglich. Dieser einfache Ansatz erfordert mehrere Schlüsselelemente, um Dünnschichtelektroden zerstörungsfrei aufzurauen. Im Gegensatz zu Folien kann das Audecken von dünnen Metallfolien zur Probenzerstörung führen, wenn die Parameter nicht richtig gewählt werden. Kritische Parameter des Ausrauungsvorgangs sind Pulsamplitude, Dauer und Frequenz. Darüber hinaus ist die Gewährleistung der Elektrodenreinheit und der Perchlorsäurereinheit vor dem Eingriff von entscheidender Bedeutung, um Elektrodenschäden zu verhindern. Das Vorhandensein von organischen Stoffen oder Verunreinigungen aus dem Mikroherstellungsprozess kann zur Zerstörung der Elektrode durch Korrosion oder Delamination beitragen. Daher ist es wichtig, das Gerät zu reinigen und lösungsmittelfrei zu reinigen sowie die Elektrodenoberfläche vor Beginn der Aufrauung elektrochemisch vorzubereiten.
Die elektrochemische Schruppung wird durch eine Reihe von Oxidations-/Reduktionsimpulsen angetrieben, die zu einem sich wiederholenden Oxidwachstum und einer Auflösung führen. Bei einer schwach adsorbierenden Anion (wie HClO4) wird dieser Prozess von einer Pt-Kristallit-Re-Deposition begleitet. Aber im Falle einer stark adsorbierenden Anion (wieH2SO4), führt dieses Verfahren zu Mikrorissbildung aufgrund der bevorzugten Intergrain Pt Auflösung6. Das Vorhandensein von Chlorid kann auch die Zerstörung der Elektrode während des Aufrauprozesses verursachen. Aus diesem Grund ist es auch wichtig, hochreine Perchlorsäure, eine chloridfreie (oder leckagelose) Referenzelektrode zu verwenden und alle anderen potenziellen Quellen der Chloridkontamination zu beseitigen.
Wenn Sie die Impedanz verwenden, um die Oberfläche von Mikroelektroden zu schätzen (Schritt 2.1.4), beachten Sie diese Dinge. Die Impedanzspektren einer sauberen Pt-Elektrode in PBS unter offenen Schaltungsbedingungen sollten zu einem linearen Nyquist-Plot führen. Diese Linearität weist auf eine rein kapazitive Reaktion hin. Signifikante Biegungen oder Abweichungen von der Linearität würden auf eine Ladungsübertragung aufgrund der langsamen Kinetik der Reduktion gelöster Sauerstoffe6hinweisen. In der Impedanzanalyse-Software wird ein gleichwertiges Schaltungsmodell verwendet, um Kurven an dieses Nyquist-Diagramm anzupassen. Dieses äquivalente Schaltungsmodell besteht aus dem ohmschen Widerstand (R) in Reihe mit einem konstanten Phasenelement (CPE), wobei R aus dem Gerät besteht, der elektrische Widerstand der Vorrichtung und der Ionenwiderstand der Lösung verfolgt und der CPE die Doppelschichtkapazität an der Elektrodenlösungsschnittstelle. Die CPE-Parameter der Doppelschichtkapazität (Q) und des Exponenten (B) werden aus der Anpassung der Impedanzspektren extrahiert. Typischerweise beobachtete Q-Werte für saubere, gesputterte Pt in PBS liegen nahe bei 50 °F/sbei 1 cm2 (in gutem Übereinstimmung mit dem Bereich 10-60 °F/cm2, der bei glatten Metallelektroden in ähnlichen Tests beobachtet wurde6,12).
Die Elektroden hier waren alle Scheiben von 250 nm dicke sputterte Pt, brüllend mit dem flexiblen Polyimid-Material, das das Array6isoliert,13,14. Die Schruppparameter sind für verschiedene Elektrodengeometrien innerhalb der Makroelektroden- und Mikroelektrodenskalen unterschiedlich (siehe Tabelle1)und müssen für neue Elektrodengeometrien optimiert werden. Während hier nicht untersucht, kann es auch Unterschiede in den Parametern geben, die erforderlich sind, um Elektroden derselben Geometrie auf der Grundlage ihrer Topographie zu authemmen (z. B. wie in das Isoliersubstrat eingelassen die Elektrode sitzt oder wenn die Elektrode durch Verdunstung statt Sputtern). Optimale Aufrauungsparameter können von den Dünnschicht-Fertigungstechniken abhängen, die zur Herstellung des Geräts verwendet werden, da die Art und Weise, wie eine Folie erstellt wird, die Korngröße und die bevorzugte Ausrichtung von Pt-kristallinen Domänen im Pt beeinflussen kann, die das Metall verändern können. Reaktivität.
Mit diesem Aufrauungsansatz können größere Elektroden einem größeren Vmaxstandhalten. Diese größere Pulsamplitude ermöglicht eine 10-fach größere Erhöhung des Rauheitsfaktors von Makroelektroden im Vergleich zu Mikroelektroden. Dies begrenzt die Anwendbarkeit der Technik zum Aufrauen von Mikroelektroden, wenn eine mehr als 10-fach erhöhte Rauheit benötigt wird. Aufgeraute Makroelektroden mit einem Durchmesser von 1,2 mm mit einer 44-fachen Vergrößerung der Oberflächewiesen Ladungsinjektionsgrenzwerte von 0,5 - 1,39 mC/cm2 auf, die mit Titannitrid- und Kohlenstoff-Nanoröhrenmaterialien vergleichbar sind, und 2 - 4-mal größer als unbehandeltes Platin Proben6.
Zusätzlich zu den in Abbildung 5A dargestellten Nyquist-Plots zur Charakterisierung der Rauhwirkung auf Mikroelektroden werden Bode-Plots für die Impedanz von aufgerauten Makroelektroden und Mikroelektroden in Iwanowskaja, et al6gezeigt. Aus diesen Bode-Plots ist die Impedanz bei 1 kHz für eine optimal aufgeraute Makroelektrode 2,5-fach niedriger als die Elektrode vor dem Aufrauen (208,7 k' für unbehandelt bis 83,7 k' für die aufgeraute Elektrode). Und bei Mikroelektroden wurde die Impedanz bei 1 kHz um das 2x abgesenkt (von 672 k' unbehandelt auf 336 k' für die aufgeraute Elektrode).
Kritische Protokollparameter sind Pulsamplitude, Dauer und Frequenz und müssen je nach Elektrodengröße und Morphologie angepasst werden. Bei der Optimierung der Schruppparameter für einen neuen Elektrodentyp beginnen Sie mit den Parametern in Tabelle1 und beginnen Sie mit der Variation Vmax. Eine Feinabstimmung des Rauheitsfaktors (oder einer gewünschten Oberfläche) kann dann durch unterschiedliche Pulsdauer erreicht werden. Während die spezifischen Pulsparameter je nach Elektrodengeometrie, Topologie und Pt-Zusammensetzung leichte Modifikationen erfordern, kann diese Aufrautechnik verwendet werden, um die Haftung von elektrodepositierten Folien zu verbessern und die Eigenschaften der Elektroden wie als Impedanz, Ladungsinjektionsgrenzen und Ladespeicherkapazität, wie in Iwanowskaja, et al.6gezeigt.
Rezepte für das elektrochemische Aufrauen von Metallfolien gibt es seit fast fünf Jahrzehnten1 und elektrochemischeS Aufrauen von Metall ist immer noch attraktiv wegen der Einfachheit und Nützlichkeit des Ansatzes. Aber die Verwendung dieses einfachen Ansatzes zur Aufrauung von Dünnschichtelektroden war nicht so geradlinig und es gab wenig Informationen über das Verfahren zum erfolgreichen Aufrauen dünner Metallfolien. Mit dem hier beschriebenen Ansatz lassen sich Dünnschichtelektroden nun einfach elektrochemisch authenieren. Diese aufgerauten Elektroden können verwendet werden, um die Aufnahme- und Stimulationselektroden in neuronalen Sonden zu verbessern, die Adhäsion von elektrochemisch abgelagerten Filmen auf Substraten zu verbessern, die Biosensorempfindlichkeit zu verbessern, die aptasensor-basierte Empfindlichkeit auf Dünnschichtbasis zu verbessern oder Elektroden-Arrays nach der Herstellung zu reinigen.
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Disclosures
Die Autoren erklären keine konkurrierenden finanziellen Interessen.
Acknowledgments
Die Autoren danken Lawrence Livermore National Laboratory es Center for Bioengineering für die Unterstützung bei der Erstellung dieses Manuskripts. Professor Loren Frank ist für seine Zusammenarbeit mit der Gruppe, die die Herstellung und Gestaltung der Dünnschicht Pt Mikroarrays in der oben genannten Arbeit diskutiert ermöglicht haben anerkennung. Diese Arbeit wurde unter der Schirmherrschaft des U.S. Department of Energy von Lawrence Livermore National Laboratory unter Vertrag DE-AC52-07NA27344 durchgeführt und vom Lab Directed Research and Development Award 16-ERD-035 finanziert. LLNL IM Release LLNL-JRNL-762701.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Acetone | Fisher Scientific, Sigma Aldrich or similar | n/a | Laboratory grade |
| EC-Lab Software | Bio-Logic Science Instruments | n/a | For instrument control and data analysis |
| Leakless Silver/Silver Chloride Reference | eDAQ Company, Australia | ET069-1 | Free from chloride anion contamination (or other type of chloride free electrode e.g. Mercury sulfate electrode) |
| Mercury Sulfate & Acid Electrode Kit | Koslow, Scientific Testing Instruments | 5100A | glass, 9mm version |
| Milipore DI water | MilliporeSigma | n/a | Certified resistivity of 18.2 MΩ.cm (at 25°C) |
| Perchloric acid, 99.9985% | Sigma Aldrich | 311421 | High Purity |
| Phosphate-buffered saline | Teknova | P4007 | 10mM PBS with 100mM NaCl, pH 7 or similar product from elsewhere |
| Platinum Wire Auxiliary Electrode (7.5 cm) | BASi | MW-1032 | Counter electrode |
| Pt macroelectrodes | Lawrence Livermore National Laboratory | n/a | 1.2 mm diameter, 250 nm thick Pt disc electrodes insulated in polyimide. More information in Reference 9. |
| Pt microelectrode arrays | Lawrence Livermore National Laboratory | n/a | 20 µm diameter 250 nM thick Pt disc electrodes insulated in polyimide. More information in Reference 9. |
| Sulfuric acid, 99.999% | Sigma Aldrich | 339741 | High Purity |
| UV & Ozone Dry Stripper | Samco | UV-1 | for cleaning electrodes |
| VersaSTAT 4 Potentiostat | AMETEK, Inc. | n/a | Good time resolution for pulsing tests |
| VersaStudio Software | AMETEK, Inc. | n/a | For instrument control |
| VMP-200 Potentiostat | Bio-Logic Science Instruments | n/a | Low current resolution option is preferable for measurements with microelectrodes |
References
- Fleischmann, M., Hendra, P. J., McQuillan, A. J. Raman spectra of pyridine adsorbed at a silver electrode. Chemical Physics Letters. 26 (2), 163-166 (1974).
- Chung, T., et al. Electrode modifications to lower electrode impedance and improve neural signal recording sensitivity. Journal of Neural Engineering. 12 (5), 056018 (2015).
- Green, R. A., et al. Laser patterning of platinum electrodes for safe neurostimulation. Journal of Neural Engineering. 11 (5), 056017 (2014).
- Arroyo-Currás, N., Scida, K., Ploense, K. L., Kippin, T. E., Plaxco, K. W. High Surface Area Electrodes Generated via Electrochemical Roughening Improve the Signaling of Electrochemical Aptamer-Based Biosensors. Analytical Chemistry. 89 (22), 12185-12191 (2017).
- Weremfo, A., Carter, P., Hibbert, D. B., Zhao, C. Investigating the interfacial properties of electrochemically roughened platinum electrodes for neural stimulation. Langmuir. 31 (8), 2593-2599 (2015).
- Ivanovskaya, A. N., et al. Electrochemical Roughening of Thin-Film Platinum for Neural Probe Arrays and Biosensing Applications. Journal of The Electrochemical Society. 165 (12), G3125-G3132 (2018).
- Cai, W. B., et al. Investigation of surface-enhanced Raman scattering from platinum electrodes using a confocal Raman microscope: dependence of surface roughening pretreatment. Surface Science. 406 (1), 9-22 (1998).
- Tykocinski, M., Duan, Y., Tabor, B., Cowan, R. S. Chronic electrical stimulation of the auditory nerve using high surface area (HiQ) platinum electrodes. Hearing Research. 159 (1-2), 53-68 (2001).
- Liu, Y. C., Wang, C. C., Tsai, C. E. Effects of electrolytes used in roughening gold substrates by oxidation-reduction cycles on surface-enhanced Raman scattering. Electrochemistry Communications. 7 (12), 1345-1350 (2005).
- Liu, Z., Yang, Z. L., Cui, L., Ren, B., Tian, Z. Q. Electrochemically Roughened Palladium Electrodes for Surface-Enhanced Raman Spectroscopy: Methodology, Mechanism, and Application. The Journal of Physical Chemistry C. 111 (4), 1770-1775 (2007).
- Rodríguez, J. M. D., Melián, J. A. H., Peña, J. M. Determination of the Real Surface Area of Pt Electrodes. Journal of Chemical Education. 77 (9), 1195-1197 (2000).
- Lvovich, V. F. Impedance Spectroscopy: Applications to Electrochemical and Dielectric Phenomena. , Wiley. (2012).
- Tooker, A., et al. Towards a large-scale recording system: demonstration of polymer-based penetrating array for chronic neural recording. Conference proceedings - IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. 2014, 6830-6833 (2014).
- Tooker, A., et al. Microfabricated polymer-based neural interface for electrical stimulation/recording, drug delivery, and chemical sensing development. Conference proceedings - IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. 2013, 5159-5162 (2013).
