이 논문은 박막 은전극 위에 지정된 커버리지를 갖춘 은염화물(AgCl)의 부드럽고 잘 제어된 필름을 형성하는 방법을 제시하는 것을 목표로 합니다.
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이 논문에서
요약
초록
이 논문은 박막 은 전극 위에 지정된 커버리지를 갖춘 은/은 염화물(Ag/AgCl)의 부드럽고 잘 제어된 필름을 형성하는 프로토콜을 제시하는 것을 목표로 합니다. 박막 은전극 크기 80 μm x 80 μm 및 160 μm x 160 μm은 접착을 위해 크롬/금(Cr/Au) 층이 있는 쿼츠 웨이퍼에 스퍼터링하였다. 통과, 연마 및 음극 세척 과정 후, 전극은 패러데이의 전기 분해 법칙을 고려하여 은전극 위에 지정된 범위 로 AgCl의 매끄러운 층을 형성하여 갈바노이티스 산화를 시행했습니다. 이 프로토콜은 프로토콜의 기능성과 성능을 강조하는 제조 된 Ag / AgCl 박막 전극표면의 스캐닝 전자 현미경 (SEM) 이미지를 검사하여 검증됩니다. 최적화된 저조전극은 비교를 위해 서도 제작됩니다. 이 프로토콜은 특정 임피던스 요구 사항(예: 임피던스 유량 세포측정 및 교차된 전극 배열과 같은 임피던스 감지 애플리케이션을 위한 전극 을 프로빙)으로 제조하는 데 널리 사용될 수 있습니다.
서론
Ag/AgCl 전극은 전기화학 분야에서 가장 많이 사용되는 전극 중 하나입니다. 제조의 용이성, 무독성 특성 및 안정적인 전극 전위1,,2,3,3,4,,5,,6으로인해 전기 화학 시스템에서 기준 전극으로 가장 일반적으로 사용된다.
연구원은 Ag/AgCl 전극의 메커니즘을 이해하려고 시도했습니다. 전극상염염의 층은 전해질을 함유하는 염화물에서 Ag/AgCl 전극의 특징적인 레독스 반응에 근본적인 물질로 밝혀졌다. 산화 경로의 경우, 전극 의 표면에 있는 불완전성 부위의 은은 용해성 AgCl 복합체를 형성하기 위해 용액의 염화물 이온과 결합하여, 이는 AgCl의 형태로 침전을 위해 전극의 표면에 증착된 AgCl의 가장자리로 확산됩니다. 감소 경로는 전극에 AgCl을 사용하여 수용성 AgCl 복합체의 형성을 포함한다. 복합체는 은 표면으로 확산되고 원소 실버7,
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프로토콜
1. 리프트오프를 사용하여 Cr/Au 접착 층의 제조
- 스핀코트 HPR504 양성 포토레지스트는 5s용 1,000rpm의 스프레드 스피드와 30s용 4,000rpm의 스핀 속도를 사용하여 쿼츠 웨이퍼에 1.2 μm 두께의 포지티브 포토레지스트를 사용한다.
- 핫 플레이트에서 5분 동안 석영 웨이퍼에 포토레지스트를 110°C로 굽습니다.
- 마스크 정렬기를 사용하여, Cr/Au 증착위치가 자외선(UV) 빛으로 노출되는 웨이퍼를 노출한다. 노출 전력 밀도 및 시간은 각각 16mW/cm2 및 7.5s(노출 에너지 밀도 = 120mJ/cm2)입니다.
- 개발 과정 후 탈이온화(DI) 물로 웨이퍼를 헹구는 양성 저항 개발자 FHD-5에 잠수하여 웨이퍼를 개발한다.
- 질소(N2)총을 사용하여 웨이퍼를 건조시다. 120 °C에서 5 분 동안 오븐에 웨이퍼를 넣습니다.
- 전자 빔(e-beam) 증발을 사용하여 5nm Cr 층을 증착한 다음 웨이퍼에 50nm Au 층을 증착합니다. 증착 요금은 각각 1Å/s 및 2 Å/s입니다.
- 전자 빔 증발 웨이퍼를 컨테이너에 넣습니다. 내부에 아세톤의 풍부한 금액을 부어.
- 뚜껑을 사용하여....
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결과
도 1은 80 μm x 80 μm Ag/AgCl 전극을 나타내며 이 프로토콜에 따라 50%의 AgCl 커버리지를 설계하였다. 관찰에 의해, AgCl 패치의 영역은 약 68 μm x 52 μm, AgCl 커버리지의 약 55 %에 해당합니다. 이는 프로토콜이 박막 Ag 전극에서 AgCl 커버리지의 양을 미세하게 제어할 수 있음을 보여줍니다. 제작된 AgCl 층도 인접한 AgCl 입자의 응집에 의해 분명하게 드러나므로 매우 부드럽습니다. 또한 AgCl의 레이어는 단일 레이어일 뿐이며, 누적된 AgCl 입자와 고유한 Ag/AgCl 교차점이 없는 것으로 입증됩니다. 도 2는 이 프로토콜을 사용하여 제작된 박막 Ag/AgCl 전극의 더 성공적인 예를 보여 주며, 80 μm x 80 μm 전극으로 지정된 AgCl 커버리지가 70% 및 30%로 지정되어 있으며, 160 μm x .......
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토론
Ag/AgCl 전극의 물리적 특성은 전극에 증착된 AgCl의 형태및 구조에 의해 제어됩니다. 이 논문에서, 우리는 은 전극의 표면에 AgCl의 단일 층의 커버리지를 정확하게 제어하는 프로토콜을 제시했습니다. 프로토콜의 필수적인 부분은 박막 은 전극에서 AgCl의 정도를 제어하는 데 사용되는 패라데이의 전기 분해 법칙의 수정된 형태입니다. 다음과 같이 작성할 수 있습니다.
여기서 X는 cm(350 nm = 3.5 x 10-5cm)의 단일 AgCl 층의 두께입니다. P%는 Ag 전극의 표면에 AgCl 커버리지의 백분율입니다 (100% = 전체 범위); j는 A/cm 2(0.5 mA/cm2)에적용된 전류 밀도이며, M은 AgCl(143.5 g/mol)의 어금니 중량이며, t는 s(10.......
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공개 사항
저자는 공개 할 것이 없습니다.
감사의 글
이 작품은 홍콩 연구 보조금 위원회가 후원하는 RGC-NSFC 공동 기금의 보조금에 의해 지원되었다 (프로젝트 번호 N_HKUST615/14). 우리는 장치 / 시스템 제작에 대한 HKUST의 나노 시스템 제조 시설 (NFF)을 인정하고 싶습니다.
....액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
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참고문헌
- 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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재인쇄 및 허가
