Dit document heeft tot doel een methode te presenteren om gladde en goed gecontroleerde films van zilverchloride (AgCl) te vormen met aangewezen dekking bovenop dunne filmzilverelektroden.
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Methodenartikel
Fabricage van dunne film zilver / zilverchloride elektroden met fijn gecontroleerde enkele laag zilverchloride
In dit artikel
Samenvatting
Samenvatting
Dit document heeft tot doel een protocol te presenteren om vloeiende en goed gecontroleerde films van zilver/zilverchloride (Ag/AgCl) te vormen met aangewezen dekking bovenop dunne filmzilverelektroden. Dunne film zilveren elektroden formaat 80 μm x 80 μm en 160 μm x 160 μm werden gesputterd op kwartswafers met een chroom /goud (Cr/Au) laag voor hechting. Na passivatie, polijsten en kathodische reinigingsprocessen ondergingen de elektroden galvanostatische oxidatie met inachtneming van Faraday's Wet van Elektrolyse om gladde lagen van AgCl te vormen met een aangewezen mate van dekking bovenop de zilveren elektrode. Dit protocol wordt gevalideerd door inspectie van scanning elektronenmicroscoop (SEM) beelden van het oppervlak van de vervaardigde Ag / AgCl dunne film elektroden, die de functionaliteit en prestaties van het protocol benadrukt. Sub-optimaal vervaardigde elektroden worden ook vervaardigd voor vergelijking. Dit protocol kan op grote schaal worden gebruikt om Ag/AgCl-elektroden te fabriceren met specifieke impedantievereisten (bijvoorbeeld indringende elektroden voor impedantiestensingtoepassingen zoals impedantiestroomcytometrie en geinterdigiteerde elektrodearrays).
Inleiding
De Ag/AgCl elektrode is een van de meest gebruikte elektroden op het gebied van elektrochemie. Het wordt meestal gebruikt als referentie-elektrode in elektrochemische systemen vanwege het fabricagegemak, niet-toxische eigenschap en stabiele elektrode potentieel1,2,3,4,5,6.
Onderzoekers hebben geprobeerd om het mechanisme van Ag / AgCl elektroden te begrijpen. De laagchloridezout op de elektrode blijkt een fundamenteel materiaal te zijn in de kar....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Protocol
1. Fabricage van een Cr/Au hechtingslaag met behulp van liftoff
- Spincoat HPR504 positieve fotoresist van 1,2 μm dikte op een kwarts wafer met behulp van een spreidingssnelheid van 1.000 rpm voor 5 s en een spin snelheid van 4.000 rpm voor 30 s.
- Softbake de fotoresist op de kwartswafer op 110 °C gedurende 5 minuten op een hete plaat.
- Met behulp van een masker aligner, bloot de wafer zodanig dat locaties voor Cr / Au depositie worden blootgesteld met ultraviolet (UV) licht. De belichtingskrachtdichtheid en -tijd bedraagt respectievelijk 16 mW/cm2 en 7,5 s (blootstellingsenergiedichtheid = 120 mJ/cm2).
- Ontwikk....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Resultaten
Figuur 1 toont een 80 μm x 80 μm Ag/AgCl elektrode met een ontworpen AgCl-dekking van 50% vervaardigd volgens dit protocol. Ter observatie bedraagt het gebied van de AgCl-patch ongeveer 68 μm x 52 μm, wat overeenkomt met ongeveer 55% van de AgCl-dekking. Dit toont aan dat het protocol de hoeveelheid AgCl-dekking op de dunne film Ag-elektroden fijn kan regelen. De AgCl laag vervaardigd is ook zeer glad, zoals blijkt uit het samenklonteren van aangrenzende AgCl.......
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Discussie
De fysische eigenschappen van een Ag/AgCl elektrode worden gecontroleerd door de morfologie en de structuur van de AgCl die op de elektrode wordt afgezet. In dit artikel presenteerden we een protocol om de dekking van een enkele laag AgCl op het oppervlak van de zilveren elektrode nauwkeurig te regelen. Een integraal onderdeel van het protocol is een gewijzigde vorm van de Faraday's Wet van Elektrolyse, die wordt gebruikt om de mate van AgCl op de dunne film zilveren elektroden controle. Het kan worden geschreven als:
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Openbaarmakingen
De auteurs hebben niets te onthullen.
Dankbetuigingen
Dit werk werd ondersteund door een subsidie van het RGC-NSFC Joint Fund gesponsord door de Research Grants Council of Hong Kong (Project No. N_HKUST615/14). We willen graag Nanosystem Fabrication Facility (NFF) van HKUST erkennen voor de fabricage van het apparaat/systeem.
....Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Materialen
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| AST Peva-600EI E-Beam Evaporation System | Advanced System Technology | Voor Cr/Au Deposition | |
| AZ 5214 E Photoresist | MicroChemicals | Photoresist voor pad opening | |
| AZ P4620 Photoresist | AZ Electronic Materials | Photoresist voor Ag liftoff | |
| Branson/IPC 3000 Plasma Asher | Branson/IPC | Ashing | |
| Branson 5510R-MT Ultrasonic Cleaner | Branson Ultrasonics | Liftoff | |
| CHI660D | CH Instruments, Inc | Elektrochemische Analysator | |
| Denton Explorer 14 RF/DC Sputter | Denton Vacuum | Voor Ag Sputtering | |
| FHD-5 | Fujifilm | 800768 | Photoresist Development |
| HPR 504 Photoresist | OCG Microelectronic Materials NV | Photoresist voor Cr/Au liftoff | |
| Hydrochloric acid fuming 37% | VMR | 20252.420 | Maken van verdunde HCl voor kathodische reiniging |
| J.A. Woollam M-2000VI Spectroscopic Elipsometer | J.A. Woollam | Meting van de dikte van de siliciumdioxide-passivatielaag op dummy | |
| Multiplex CVD | Surface Technology Systems | Siliciumdioxide-passivatie | |
| Oxford RIE Etcher | Oxford Instruments | Voor pad opening | |
| Potassium Chloride | Sigma-Aldrich | 7447-40-7 | Maken van KCl-oplossingen |
| SOLITEC 5110-C/PD Manual Single-Head Coater | Solitec Wafer Processing, Inc. | Voor spincoating van photoresist | |
| SUSS MA6 | SUSS MicroTec | Mask Aligner | |
| Sylgard 184 Silicone Elastomer Kit | Dow Corning | Lijm voor container op chip |
Referenties
- 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.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Herprints en machtigingen
