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《納米多孔金薄膜及其微電極結(jié)構(gòu)的制備--20141220》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、納米多孔金薄膜及其微電極結(jié)構(gòu)的制備曾志剛，周海軍，龍嘯，郭二娟（上海大學(xué)理學(xué)院，上海200444）摘要：本文結(jié)合光刻和濺射等MEMS工藝和去合金法制備納米多孔金膜基叉指型微電極陣列。該方法首先利用光刻技術(shù)制備了叉指微電極結(jié)構(gòu)，再通過磁控濺射方法獲得了金銀合金薄膜，最后通過去合金方法進(jìn)行濃硝酸自腐蝕處理，制備納米多孔金薄膜。同時(shí)，本文系統(tǒng)比較了腐蝕時(shí)間對(duì)納米多孔金薄膜形貌和組分的影響。利用場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡(FESEM)和透射電子顯微鏡(TEM)表征了納米多孔金薄膜微電極的形貌。結(jié)果表明合金化時(shí)間對(duì)樣品的納米結(jié)
2、構(gòu)形成與演化有明顯的影響。隨著腐蝕時(shí)間增加，納米多孔金薄膜孔隙度增加，金韌帶分布更加均勻，逐漸形成均勻的具有高表面積的開放式多孔結(jié)構(gòu)。X射線衍射(XRD)對(duì)樣品的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征與分析，結(jié)果表明納米多孔金呈現(xiàn)明顯的（111）晶面。關(guān)鍵詞：去合金法；納米多孔金；微電極；MEMS；微能源Abstract:NanoporousgoldfilmbasedinterdigitatedmicroelectrodearrayscanbeformedbycombiningMEMStechnology(lithography、sp
3、utteringandsoon)anddealloying.Firstlyinterdigitalmicroelectrodestructurewasfabricatedbyphotolithography.Then,thegoldandsilveralloythinfilmswerepreparedbymagnetronsputteringmethod.Finally,nanoporousgoldfilmwasobtainedbyusingconcentratednitricacidcorrosiontrea
4、tment.Meanwhile,wesystematicallyinvestigatedtheeffectsofcorrosiontimeofmorphologyandcompositionofnanoporousgoldthinfilms.Themorphologyofthenanoporousgoldthinfilmmicroelectrodeswascharacterizedbyfieldemissionscanningelectronmicroscope(FESEM)andtransmissionele
5、ctronmicroscopy(TEM).Theresultsshowedthatalloyingtimehadsignificanteffectontheformationandevolutionofnanostructuresofthesamples.Astheetchingtimeincreases,thenanoporousgoldfilmporosityincreases.Thedistributionofgoldligamentismoreuniform,graduallyformedanopenp
6、orousstructurewithhighsurfacearea.ThestructureofthesampleswereanalyzedbyX-raydiffraction(XRD).Theresultsshowedthatnanoporousgoldexhibited(111)plane.Kyeywords：dealloying;nanoporousgold;microelectrode;MEMS;microenergy在各類納米多孔金屬材料中，納米多孔金，尤其是納米多孔金薄膜材料備受關(guān)注。作為高效電極材
7、料或電極襯底材料，它們?cè)诖呋㈦姶呋托履茉醇夹g(shù)的多個(gè)重要領(lǐng)域中的應(yīng)用，尤其是在環(huán)境與生物檢測(cè)和超級(jí)電容器方面最近取得了多項(xiàng)突破性進(jìn)展[1-4]。2011年，日本東北大學(xué)陳明偉教授等人報(bào)道了以脫合金制備的納米多孔金作為超級(jí)電容器的集流器和電極材料，發(fā)現(xiàn)納米多孔金以雙連續(xù)結(jié)構(gòu)、高的內(nèi)層表面積和良好導(dǎo)電性，在慣用的含水電解質(zhì)和室溫離子液體電解質(zhì)中，均可以實(shí)現(xiàn)較高比電容[5]。同年，中國(guó)山東大學(xué)的丁軼教授利用納米多孔金薄膜負(fù)載導(dǎo)電聚合物，并利用固態(tài)電解質(zhì)組裝出柔性全固態(tài)超級(jí)電容器原型器件，整個(gè)電容器總厚度小于一個(gè)微米
8、，不到之前報(bào)道的超薄電容器的1%，同時(shí)該器件也擁有非常高的功率和能量密度，以及充放電穩(wěn)定性[6]。丁軼教授研究組就催化金屬材料在納米多孔金表面的修飾已經(jīng)開展了多年研究，利用多種方法實(shí)現(xiàn)了重要的貴金屬催化材料如鉑、鈀、釕等，及其合金在納米多孔金表面原子精度的修飾[7-9]。研究發(fā)現(xiàn)它們對(duì)有機(jī)小分子如甲醇、甲酸、乙醇等的電氧化質(zhì)量比活性比傳統(tǒng)的鉑納米顆粒催化劑有數(shù)量級(jí)的提高，使得這些材料在
