Эта статья призвана представить метод формирования гладких и хорошо контролируемых пленок хлорида серебра (AgCl) с обозначенным покрытием поверх тонкопленочных серебряных электродов.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
Эта статья призвана представить метод формирования гладких и хорошо контролируемых пленок хлорида серебра (AgCl) с обозначенным покрытием поверх тонкопленочных серебряных электродов.
Эта статья призвана представить протокол для формирования гладких и хорошо контролируемых пленок хлорида серебра/серебра (Ag/AgCl) с обозначенным покрытием поверх тонкопленочных серебряных электродов. Тонкие пленочных серебряных электродов размером 80 мкм х 80 мкм и 160 мкм х 160 мкм были распылены на кварцевых пластинах с хромом /золото (Cr/Au) слой для слипания. После пассивации, полировки и катодных процессов очистки, электроды прошли гальваностатического окисления с учетом закона Фарадея электролиза, чтобы сформировать гладкие слои AgCl с определенной степенью покрытия на вершине серебряного электрода. Этот протокол подтверждается инспекцией сканирующих электронных микроскопов (SEM) изображений поверхности изготовленных тонкопленочных электродов Ag/AgCl, что подчеркивает функциональность и производительность протокола. Для сравнения также изготавливаются субоптимально изготовленные электроды. Этот протокол может быть широко использован для изготовления электродов Ag/AgCl с особыми требованиями к препятствованию (например, зондирующие электроды для применения зондирования, такие как цитометрия цитометрии потока и межгитимные электродные массивы).
Электрод Ag/AgCl является одним из наиболее часто используемых электродов в области электрохимии. Он наиболее часто используется в качестве эталонного электрода в электрохимических системах из-за его простоты изготовления, нетоксичного свойства и стабильного электродного потенциала1,,2,,3,,4,,5,,6.
Исследователи попытались понять механизм электродов Ag/AgCl. Слой соли хлорида на электроде был признан фундаментальным материалом в характерной реакции редокса электрода Ag/AgCl в хлориде, содержащем электролит. Для пути окисления, серебро на несовершенстве сайтов на поверхности электрода сочетается с ионами хлорида в растворе для формирования растворимых комплексов AgCl, в которых они диффундируются по краям AgCl, отложенные на поверхности электрода для осадков в виде AgCl. Путь сокращения включает в себя образование растворимых комплексов AgCl с использованием AgCl на электроде. Комплексы рассеиваются на поверхности серебра и возвращаются к элементарному серебру7,,8.
Морфология слоя AgCl является ключевым влиянием на физическое свойство электродов Ag/AgCl. Различные работы показали, что большая площадь поверхности является ключом к форме ссылки Ag/AgCl электродов с высоко воспроизводить и стабильные электродные потенциалы9,10,11,12. Поэтому исследователи исследовали методы создания электродов Ag/AgCl с большой площадью поверхности. Brewer et al. обнаружил, что использование постоянного напряжения вместо постоянного тока для изготовления электродов Ag/AgCl приведет к высокой пористой структуре AgCl, увеличивая площадь поверхности слоя AgCl11. Safari et al. воспользовался эффектом ограничения массового транспорта во время формирования AgCl на поверхности серебряных электродов, чтобы сформировать нанолисты AgCl поверх них, значительно увеличив площадь поверхности слоя AgCl на12.
Существует растущая тенденция к разработке AgCl электрод для зондирования приложений. Низкий контакт impedance имеет решающее значение для зондирования электродов. Таким образом, важно понять, как поверхностное покрытие AgCl повлияет на его недвижимое свойство. Наши предыдущие исследования показали, что степень покрытия AgCl на серебряном электроде оказывает ключевое влияние на характерную характеристику электрода/электролита13. Однако, чтобы правильно оценить контактную направленность тонкопленочных электродов Ag/AgCl, сформированный слой AgCl должен быть гладким и иметь хорошо контролируемый охват. Поэтому необходим метод формирования гладких слоев AgCl с обозначенными степенями покрытия AgCl. Были проведены работы по частичному удовлетворению этой потребности. Brewer et al. и Pargar et al. обсудили, что гладкая AgCl может быть достигнута с помощью нежного постоянного тока, изготовляя слой AgCl поверх серебряного электрода11,14. Katan et al. сформировали единый слой AgCl на их образцах серебра и наблюдали размер отдельных частиц AgCl8. Их исследования показали, что толщина одного слоя AgCl составляет около 350 нм. Целью этой работы является разработка протокола для формирования тонких и хорошо контролируемых пленок AgCl с прогнозируемыми свойствами на неправомерных приборов поверх серебряных электродов.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
1. Изготовление слоя сцепления Cr/Au с помощью старта
2. Изготовление тонкопленочных электродов Ag на слое сцепления с помощью старта
3. Пассивность для разоблачения только электродов и контактных колодок
4. Подготовка к изготовлению тонкопленочных электродов Ag/AgCl (чип)
5. Подготовка к изготовлению тонкопленочных электродов Ag/AgCl (реагенты)
6. Подготовка к изготовлению тонкопленочных электродов Ag/AgCl (макро электроды)
7. Катодная очистка электродов micro Ag
ПРИМЕЧАНИЕ: Все следующие процессы используют электрохимический анализатор CHI660D/рабочую станцию и сопутствующее программное обеспечение.
8. Изготовление однослойного AgCl поверх тонкой пленки Ag электродов
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
На рисунке 1 показан электрод Ag/AgCl с 50% изготовленным в соответствии с этим протоколом 80 мкм х х 80 мкм м. По наблюдениям, площадь патча AgCl составляет около 68 мкм х 52 мкм, что соответствует примерно 55% покрытия AgCl. Это показывает, что протокол может тонко контролировать количество покрытия AgCl на тонкой пленке Ag электродов. Слой AgCl, изготовленный изготавливается, также очень гладкий, о чем свидетельствует слипание смежных частиц AgCl. Кроме то...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Физические свойства электрода Ag/AgCl контролируются морфологией и структурой AgCl, отложенной на электроде. В этой работе мы представили протокол точного контроля покрытия одного слоя AgCl на поверхности серебряного электрода. Неотъемлемой частью протокола является модифицированная форма закона электролиза Фарадея, который используется для контроля степени AgCl на тонкопленочных серебряных электродах. Она может быть написана как:
...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Авторам нечего раскрывать.
Эта работа была поддержана грантом Объединенного фонда РГС-НСФК, финансируемым Советом по научно-исследовательским грантам Гонконга (проект No N_HKUST615/14). Мы хотели бы отметить Nanosystem Изготовление фонда (NFF) HKUST для устройства / системы изготовления.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| AST Peva-600EI Электронно-лучевая испарительная система | Передовая системная технология | для осаждения Cr/Au | |
| AZ 5214 E Фоторезист | MicroChemicals | Фоторезист для вскрытия прокладок | |
| AZ P4620 Фоторезист | AZ Электронные материалы | Фоторезист для подъема Ag | |
| Branson/IPC 3000 Плазменный Asher | Branson/IPC | Озопенивание | |
| Branson 5510R-MT Ультразвуковой очиститель | Branson Ultrasonics | Liftoff | |
| CHI660D | CH Instruments, Inc | Электрохимический анализатор | |
| Denton Explorer 14 RF/DC Sputter | Denton Vacuum | For Ag Sputtering | |
| FHD-5 | Fujifilm | 800768 | Разработка фоторезиста |
| HPR 504 Фоторезист | OCG Микроэлектронные материалы NV | Фоторезист для отрыва Cr/Au | |
| Дымление соляной кислотой 37% | VMR | 20252.420 | Изготовление разбавленного HCl для катодной очистки |
| J.A. Woollam M-2000VI Спектроскопический элипсометр | J.A. Woollam | Измерение толщины пассивирующего слоя диоксида кремния на манекене | |
| Multiplex CVD | Surface Technology Systems | Пассивация диоксида кремния | |
| Oxford RIE Etcher | Oxford Instruments | Для вскрытия прокладок | |
| Хлорид калия | Sigma-Aldrich | 7447-40-7 | Изготовление растворов KCl |
| SOLITEC 5110-C/PD Ручная установка для нанесения покрытий с одной головкой | Solitec Wafer Processing, Inc. | Для спиннингового покрытия фоторезиста | |
| SUSS MA6 | SUSS MicroTec | Mask Aligner | |
| Sylgard 184 Silicone Elastomer Kit | Dow Corning | Adhesive для контейнера на чипе |
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.