Dieses Papier zielt darauf ab, eine Methode zur Bildung von glatten und gut kontrollierten Folien aus Silberchlorid (AgCl) mit einer bestimmten Abdeckung auf dünnen Silberelektroden zu präsentieren.
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Methodenartikel
Herstellung von Dünnschichtsilber/Silberchloridelektroden mit fein kontrollierten einlagigen Silberchlorid
In diesem Artikel
Zusammenfassung
Zusammenfassung
Dieses Papier zielt darauf ab, ein Protokoll zur Bildung von glatten und gut kontrollierten Folien aus Silber/Silberchlorid (Ag/AgCl) mit designierter Abdeckung auf dünnschichtigen Silberelektroden zu präsentieren. Dünnschicht-Silberelektroden in den Größen 80 x 80 x m und 160 x 160 m wurden auf Quarzwafern mit einer Chrom/Gold-Schicht (Cr/Au) zur Haftung gesputtert. Nach Passivierung, Polieren und kathodischen Reinigungsprozessen wurden die Elektroden unter Berücksichtigung des Faraday-Gesetzes der Elektrolyse galvanisch oxidiert, um glatte Schichten von AgCl mit einem bestimmten Grad an Abdeckung auf der Silberelektrode zu bilden. Dieses Protokoll wird durch die Inspektion von Rasterelektronenmikroskop(SEM)-Bildern der Oberfläche der hergestellten Ag/AgCl Dünnschichtelektroden validiert, was die Funktionalität und Leistung des Protokolls unterstreicht. Auch suboptimal gefertigte Elektroden werden zum Vergleich gefertigt. Dieses Protokoll kann häufig verwendet werden, um Ag/AgCl-Elektroden mit spezifischen Impedanzanforderungen herzustellen (z. B. Sondierungselektroden für Impedanzsensorikanwendungen wie Impedanzdurchflusszytometrie und interdigitierte Elektrodenarrays).
Einleitung
Die Ag/AgCl-Elektrode ist eine der am häufigsten verwendeten Elektroden im Bereich der Elektrochemie. Es wird am häufigsten als Referenzelektrode in elektrochemischen Systemen aufgrund seiner einfachen Herstellung, ungiftige Eigenschaft und stabile Elektrodenpotenzial1,2,3,4,5,6.
Forscher haben versucht, den Mechanismus von Ag/AgCl-Elektroden zu verstehen. Die Schicht des Chloridsalzes auf der Elektrode ist ein grundlegendes Material in der char....
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Protokoll
1. Herstellung einer Cr/Au-Haftschicht mittels Liftoff
- Spincoat HPR504 positiver Photowiderstand von 1,2 m Dicke auf einen Quarzwafer mit einer Streugeschwindigkeit von 1.000 U/min für 5 s und einer Spin-Geschwindigkeit von 4.000 U/min für 30 s.
- Softbake der Photoresist auf dem Quarz-Wafer bei 110 °C für 5 min auf einer heißen Platte.
- Setzen Sie den Wafer mit einem Maskenaligner so aus, dass Die Positionen für die Cr/Au-Abscheidung mit ultraviolettem (UV) Licht belichtet werden. Die Belichtungsleistungsdichte und -zeit beträgt 16 mW/cm2 bzw. 7,5 s (Belichtungsenergiedichte = 120 mJ/cm2).
- Entwickeln Sie den ....
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Ergebnisse
Abbildung 1 zeigt eine 80 x 80 m Ag/AgCl-Elektrode mit einer nach diesem Protokoll hergestellten AgCl-Abdeckung von 50 %. Nach Beobachtung summiert sich die Fläche des AgCl-Patches auf etwa 68 x 52 m, was etwa 55 % der AgCl-Abdeckung entspricht. Dies zeigt, dass das Protokoll die Menge der AgCl-Abdeckung auf den Dünnschicht-Ag-Elektroden fein steuern kann. Die hergestellte AgCl-Schicht ist ebenfalls sehr glatt, wie das Verklumpen benachbarter AgCl-Partikel ze.......
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Diskussion
Die physikalischen Eigenschaften einer Ag/AgCl-Elektrode werden durch die Morphologie und die Struktur der auf der Elektrode abgelagerten AgCl gesteuert. In diesem Beitrag haben wir ein Protokoll zur präzisen Steuerung der Abdeckung einer einzelnen Schicht von AgCl auf der Oberfläche der Silberelektrode vorgestellt. Ein integraler Bestandteil des Protokolls ist eine modifizierte Form des Faraday-Gesetzes der Elektrolyse, das verwendet wird, um den Grad von AgCl auf den Dünnschicht-Silberelektroden zu steuern. Es kann wie.......
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Offenlegungen
Die Autoren haben nichts zu verraten.
Danksagungen
Diese Arbeit wurde durch ein Stipendium des RGC-NSFC Joint Fund unterstützt, der vom Research Grants Council of Hong Kong gesponsert wurde (Projekt Nr. N_HKUST615/14). Wir möchten Die Nanosystem Fabrication Facility (NFF) von HKUST für die Geräte-/Systemfertigung würdigen.
....Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.
Materialien
| Name | Unternehmen | Katalognummer | Kommentare |
|---|---|---|---|
| AST Peva-600EI E-Beam-Verdampfungssystem | Fortschrittliche Systemtechnologie | für Cr/Au-Abscheidung | |
| AZ 5214 E Fotolack | Mikrochemikalien | Fotolack für die Pad-Öffnung | |
| AZ P4620 Fotolack | AZ Elektronische Materialien | Fotolack für Ag-Lift | |
| Branson / IPC 3000 Plasma-Asche | Branson / IPC | Beschattung | |
| Branson 5510R-MT Ultraschallreiniger | Branson Ultrasonics | Liftoff | |
| CHI660D | CH Instruments, Inc | Elektrochemischer Analysator | |
| Denton Explorer 14 RF/DC Sputter | Denton Vakuum | für Ag-Sputtern | |
| FHD-5 | Fujifilm | 800768 | Photoresist Entwicklung |
| HPR 504 Photoresist | OCG Microelectronic Materials NV | Fotolack für Cr/Au-Liftoff | |
| Salzsäure-Rauch 37% | VMR | 20252.420 | Herstellung von verdünntem HCl für die kathodische Reinigung |
| J.A. Woollam M-2000VI Spektroskopisches Elipsometer | J.A. Woollam | Messung der Schichtdicke der Siliziumdioxid-Passivierung auf dem Dummy | |
| Multiplex CVD | Surface Technology Systems | Siliziumdioxid-Passivierung | |
| Oxford RIE Ätzer | Oxford Instruments | für die Pad-Öffnung | |
| Kaliumchlorid | Sigma-Aldrich | 7447-40-7 | Herstellung von KCl-Lösungen |
| SOLITEC 5110-C/PD Manueller Einkopf-Coater | Solitec Wafer Processing, Inc. | Zum Spinncoating von Fotolack | |
| SÜSS MA6 | SÜSS MicroTec | Mask Aligner | |
| Sylgard 184 Silicone Elastomer Kit | Dow Corning | Adhesive for Container on Chip |
Referenzen
- 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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Nachdrucke und Genehmigungen
