[发明专利]一种金纳米探针制备装置及其制备方法

说明书

本发明公开了一种金纳米探针制备装置及其制备方法，包括信号发生器、放大器、示波器、电流测量装置、升降台、储液皿和金丝容纳件，金丝容纳件通过绝缘件与升降台的升降端连接，储液皿置于金丝容纳件的下方，储液皿内中部水平设有一个由铂丝绕成的铂丝圈，储液皿内装有电解液，且铂丝圈浸没在电解液中，金丝竖直置于金丝容纳件上，且其下端突出于金丝容纳件的下端，放大器的输入端与信号发生器的输出端电连接，信号发生器与市电电连接，铂丝的一端延伸至储液皿外并与放大器输出端的正极或负极电连接，放大器输出端另一极与金丝容纳件电连接，示波器的输入端分别与放大器的输出端电连接。其优点是制备出的金纳米探针尖端直径能达50nm级别，且用时短。

技术领域

本发明涉及扫描隧道显微镜金探针制备领域，尤其涉及一种金纳米探针制备装置及其制备方法。

背景技术

随着单分子器件这一概念的提出，单分子电导测量技术得到了迅猛的发展。对单个分子的电子传输特性进行研究的首要任务是要把分子连接到电路中，构成电极/分子/电极分子结。由于单个分子的尺寸过小，这就给纳米间隙电极的制备带来了一定的难度。由于发展技术的限制，前期主要是通过线上光刻法、电迁移法等对分子电导进行测量的。随着技术的进一步发展，目前常用的较为成熟的单分子电导测量技术主要有扫描隧道显微镜裂结法，以及扫描隧道显微镜静态捕获等方法。这种借助STM实施测量的新方法不仅能够构造出更微小的电极间隙，而且具有很好的机动灵活性。常用于扫图的STM探针主要是用Pt-Ir合金材料或钨丝材料制成的，但这些材料不适合用作单分子电导测量中的电极(单分子测量所用电极材料需要具有高度的稳定性和延展性)。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的之一在于提供一种结构简单，且使用方便的金纳米探针制备装置。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种金纳米探针制备装置，包括信号发生器、放大器、示波器、电流测量装置、升降台、储液皿和金丝容纳件，所述储液皿为绝缘材质制成，所述金丝容纳件为金属材料制成，所述金丝容纳件通过绝缘件与所述升降台的升降端连接，所述储液皿置于所述金丝容纳件的下方，且所述储液皿内中部水平设有一个由一根铂丝绕成的铂丝圈，所述储液皿内装有电解液，且所述铂丝圈浸没在所述电解液中，金丝竖直置于所述金丝容纳件上，且其下端突出于所述金丝容纳件的下端，所述放大器的输入端与所述信号发生器的输出端电连接，所述信号发生器与市电电连接，所述铂丝的一端延伸至所述储液皿外并与所述放大器输出端的正极或负极电连接，所述放大器输出端的另一极与所述金丝容纳件电连接，所述示波器的输入端分别与所述放大器的输出端电连接，所述升降台可通过升降端驱使所述金丝容纳件带动金丝移动至下端伸入到所述铂丝圈的环内，并浸没在所述电解液中，以对所述金丝的下端进行电化学腐蚀,所述电流测量装置用以测量所述放大器输出的电流值。

上述技术方案的有益效果在于：通过电解液对金丝下端浸没到液面下的部分进行电化学腐蚀，并使得金丝下端形成锥形，并使得其锥尖端的直径能达到几十纳米级别，且金丝具有极好的稳定性和延展性，能更好的应用于STM探针。

上述技术方案中所述储液皿为玻璃皿或塑料皿。

上述技术方案的有益效果在于：避免储液皿与电解液反应。

上述技术方案中所述电解液为浓盐酸与无水乙醇按照体积比1:1配制而成。

上述技术方案的有益效果在于：盐酸与金丝在电解条件下生成(AuCl₄)^-和氢气，通过金丝与电解液液面接触处逐渐进行反应来形成锥尖端。