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原文传递基于磁场驱动制备形貌可控的可重构超微电极的方法

专利名称：	基于磁场驱动制备形貌可控的可重构超微电极的方法
摘要：	基于磁场驱动制备形貌可控的可重构超微电极的方法，先制备具有微米凹槽阵列的基板和储液槽；选取低熔合金材料作为电极材料，加入铁粉；将基板置于储液槽中，向储液槽中加入盐酸溶液，在基板的凹槽上注入液态低熔合金；运动控制平台控制永磁体上升至将要与储液槽接触，将永磁体与低熔合金液滴对准，永磁体按预先设计好的电极图案运动，低熔合金液滴被永磁体带动从而制作出电极图案；将基板从储液槽中取出，冷却，得到形貌可控的可重构超微电极；将可重构超微电极加热，可重构超微电极熔化，使用永磁体从基板上吸取低熔合金液滴，即完成低熔合金可重构超微电极的重构；本发明可制造具有复杂图案形状的电极，制备方法简单，电极材料可循环使用。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	陕西;61
申请人：	西安交通大学
发明人：	雷彪;刘红忠;张鸿健;叶国永;牛东;蒋维涛;蔡崇文;张煜昊
专利状态：	有效
申请日期：	2019-06-13T00:00:00+0800
发布日期：	2019-09-20T00:00:00+0800
申请号：	CN201910509106.7
公开号：	CN110261452A
代理机构：	西安智大知识产权代理事务所
代理人：	贺建斌
分类号：	G01N27/30(2006.01);G;G01;G01N;G01N27
申请人地址：	710049 陕西省西安市碑林区咸宁西路28号
主权项：	1.一种基于磁场驱动制备形貌可控的可重构超微电极的方法，其特征在于，包括以下步骤： 1)制备具有微米凹槽阵列的基板(1)和储液槽(2)，通过光刻工艺在硅基底表面制备凹槽阵列得到基板(1)； 2)选取熔点低于70℃的低熔合金材料作为电极材料；为使低熔合金具有磁性，在80℃环境下，加入质量为电极材料质量的10％-30％的粒径为100-500nm的铁粉，搅拌均匀后真空处理待用； 3)制备形貌可控的可重构超微电极(5)：先将基板(1)置于储液槽(2)中，向储液槽(2)中加入防止低熔合金氧化的盐酸溶液，在基板(1)的凹槽上注入液态低熔合金；运动控制平台控制永磁体(4)缓慢上升至将要与储液槽(2)接触，将永磁体(4)与低熔合金液滴(3)对准，永磁体(4)进行微动，观察低熔合金液滴(3)动作，以确保低熔合金液滴(3)被永磁体4吸引；运动控制平台控制永磁体(4)按预先设计好的电极图案运动，低熔合金液滴(3)被永磁体(4)带动从而制作出电极图案； 4)降温成型：将基板(1)从储液槽(2)中取出，冷却，得到形貌可控的可重构超微电极(5)； 5)将可重构超微电极(5)放入检测电路中检验，保证其能正常工作； 6)升温重构：将可重构超微电极(5)加热，可重构超微电极(5)熔化，使用永磁体(4)从基板(1)上吸取低熔合金液滴(3)，即完成低熔合金可重构超微电极(5)的重构。 2.根据权利要求1所述的一种基于磁场驱动制备形貌可控的可重构超微电极的方法，其特征在于：所述步骤1)中的基板(1)上的凹槽直径D＝5-20μm，凹槽间距L＝10-40μm，凹槽槽深H＝1-5μm。 3.根据权利要求1所述的一种基于磁场驱动制备形貌可控的可重构超微电极的方法，其特征在于：所述步骤2)中的电极材料为Bi-In合金，合金成分为Bi质量分数为30-35％，In质量分数为65-70％。 4.根据权利要求1所述的一种基于磁场驱动制备形貌可控的可重构超微电极的方法，其特征在于：所述步骤3)中的制备可重构超微电极(5)的环境温度为80-90℃，盐酸溶液的体积浓度为15-20％。 5.根据权利要求1所述的一种基于磁场驱动制备形貌可控的可重构超微电极的方法，其特征在于：所述步骤4)中的冷却温度为25-30℃，冷却时间为15-20min。 6.根据权利要求1所述的一种基于磁场驱动制备形貌可控的可重构超微电极的方法，其特征在于：所述步骤6)中的加热温度为80-90℃，加热时间为15-20min。 7.根据权利要求1所述的一种基于磁场驱动制备形貌可控的可重构超微电极的方法，其特征在于：通过运动控制平台控制永磁体(4)的运动，能够准确地绘制出各种复杂的电极图案；通过控制基板(1)上凹槽的尺寸和分布，能够制备出精度更高的电极图案。
所属类别：	发明专利