Este artigo tem como objetivo apresentar um método para formar filmes suaves e bem controlados de cloreto de prata (AgCl) com cobertura designada em cima de eletrodos de prata de filme fino.
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Artigo de método
Fabricação de eletrodos de cloreto de prata/prata de filme fino com cloreto de prata de camada única finamente controlado
Neste artigo
Resumo
Resumo
Este artigo tem como objetivo apresentar um protocolo para formar filmes suaves e bem controlados de cloreto de prata/prata (Ag/AgCl) com cobertura designada em cima de eletrodos de prata de filme fino. Eletrodos de prata de filme fino tamanho 80 μm x 80 μm e 160 μm x 160 μm foram sputtered em wafers de quartzo com uma camada de cromo/ouro (Cr/Au) para adesão. Após a passivação, polimento e processos de limpeza catódica, os eletrodos foram submetidos à oxidação galvanática com consideração da Lei de Eletrólise de Faraday para formar camadas lisas de AgCl com um grau de cobertura designado em cima do eletrodo de prata. Este protocolo é validado pela inspeção de imagens de microscópio eletrônico de varredura (SEM) da superfície dos eletrodos de película finas Ag/AgCl fabricados, que destaca a funcionalidade e o desempenho do protocolo. Eletrodos fabricados sub-idealmente são fabricados também para comparação. Este protocolo pode ser amplamente utilizado para fabricar eletrodos Ag/AgCl com requisitos específicos de impedância (por exemplo, sondagem de eletrodos para aplicações sensoriais de impedância, como citometria de fluxo de impedância e matrizes de eletrodos interdigitados).
Introdução
O eletrodo Ag/AgCl é um dos eletrodos mais utilizados no campo da eletroquímica. É mais comumente usado como eletrodo de referência em sistemas eletroquímicos devido à sua facilidade de fabricação, propriedade não tóxica e potencial eletrodo estável1,,2,3,4,,5,6.
Pesquisadores tentaram entender o mecanismo dos eletrodos Ag/AgCl. A camada de sal cloreto no eletrodo foi encontrada como um material fundamental na reação redox característica do elet....
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Protocolo
1. Fabricação de uma camada de adesão Cr/Au usando decolagem
- Spincoat HPR504 fotoresist positivo de 1,2 μm de espessura em um wafer de quartzo usando uma velocidade de propagação de 1.000 rpm para 5 s e uma velocidade de giro de 4.000 rpm para 30 s.
- Softbake o fotoresist no wafer de quartzo a 110 °C por 5 min em uma placa quente.
- Usando um alinhador de máscaras, exponha o wafer de tal forma que os locais para deposição de Cr/Au sejam expostos com luz ultravioleta (UV). A densidade de energia e o tempo de exposição são de 16 mW/cm2 e 7,5 s respectivamente (densidade energética de exposição = 120 mJ/cm2).
- Des....
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Resultados
A Figura 1 mostra um eletrodo Ag/AgCl de 80 μm x 80 μm com uma cobertura AgCl projetada de 50% fabricada após este protocolo. Por observação, a área do patch AgCl é em torno de 68 μm x 52 μm, o que corresponde a cerca de 55% da cobertura agcl. Isso mostra que o protocolo pode controlar finamente a quantidade de cobertura agcl no filme fino Ag eletrodos. A camada AgCl fabricada também é muito lisa, como evidente pela aglomeração de partículas AgCl adjacentes. .......
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Discussão
As propriedades físicas de um eletrodo Ag/AgCl são controladas pela morfologia e pela estrutura do AgCl depositado no eletrodo. Neste artigo, apresentamos um protocolo para controlar precisamente a cobertura de uma única camada de AgCl na superfície do eletrodo de prata. Uma parte integrante do protocolo é uma forma modificada da Lei de Eletrólise de Faraday, que é usada para controlar o grau de AgCl nos eletrodos de prata de filme fino. Pode ser escrito como:
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Divulgações
Os autores não têm nada a revelar.
Agradecimentos
Este trabalho foi apoiado por uma subvenção do Fundo Conjunto RGC-NSFC patrocinada pelo Conselho de Bolsas de Pesquisa de Hong Kong (Projeto nº N_HKUST615/14). Gostaríamos de reconhecer a NFF (Nanosystem Fabrication Facility, instalação de fabricação de nanosistema) do HKUST para a fabricação do dispositivo/sistema.
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Materiais
| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| AST Peva-600EI E-Beam Sistema de Evaporação | de Sistema Avançada | para Deposição Cr / Au | |
| AZ 5214 E Photoresist | MicroChemicals PhotoResist | para abertura de almofada | |
| AZ P4620 | Photoresist AZ Electronic Materials | Photoresist para decolagem Ag | |
| Branson / IPC 3000 Plasma Asher | Branson / IPC | Ashing | |
| Branson 5510R-MT Limpador Ultrassônico | Branson Ultrasonics | Liftoff | |
| CHI660D | CH Instruments, Inc | Analisador Eletroquímico | |
| Denton Explorer 14 RF/DC Sputter | Denton Vacuum | Para Ag Sputtering | |
| FHD-5 | Fujifilm | 800768 | Desenvolvimento de Fotorresistência |
| HPR 504 Fotorresistente | OCG Microelectronic Materials NV | Fotorresistente para decolagem de Cr / Au | |
| Fumegante de ácido clorídrico 37% | VMR | 20252.420 | Fabricação de HCl diluído para limpeza catódica |
| J.A. Woollam M-2000VI Elipsômetro espectroscópico | J.A. Woollam | Medição da espessura da camada de passivação de dióxido de silício no manequim | |
| tecnologia | CVD multiplex | Passivação de dióxido de silício | |
| Oxford RIE Etcher | Instrumentos de Oxford | da abertura da almofada | |
| Para spincoating de fotorresistente | |||
| SUSS MA6 | SUSS MicroTec | Máscara Alinhador | |
| Sylgard 184 Kit de Elastômero de Silicone | Dow Corning | Adesivo para recipiente em chip |
Referências
- 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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Reimpressões e permissões
