[发明专利]一种利用聚焦离子束加工纳米双极电极阵列的方法及用途

说明书

本发明涉及一种用聚焦离子束加工纳米双极电极阵列的方法，所述方法包括如下步骤：(1)在电极载体的一侧沉积10‑200nm的导电薄膜，之后采用聚焦离子束在沉积导电薄膜的对侧制备纳米孔阵列；(2)在步骤(1)所述纳米孔阵列中的孔洞内沉积电极材料，之后采用聚焦离子束对沉积电极材料的纳米孔阵列进行刻蚀，然后将步骤(1)沉积的导电薄膜去除，得到所述纳米双极电极阵列。本发明提供的纳米双极电极阵列的加工方法，可以增强其导电性，降低电荷累积现象，提高电子/离子束的成像分辨率。所述双电极阵列可以对细胞以及化学反应电信号的进行检测。

技术领域

本发明涉及双极电极制备领域，具体涉及一种利用聚焦离子束加工纳米双极电极阵列的方法。

背景技术

双极电极的两端会同时发生氧化和还原反应，在传感检测和新材料合成等领域有广阔的应用前景。

如CN103004009A公开了一种双极型电极，由作为第1活性物质层的例如正极活性物质层和作为第2活性物质层的例如负极活性物质层构成，第1活性物质层以包含第1活性物质的方式形成在集电体的一面上，第2活性物质层以包含抗压强度比第1活性物质小的第2活性物质的方式形成在集电体的另一面上。而且，在第2活性物质层中包含抗压强度大于第2活性物质的抗压强度的作为添加材料的密度调节用添加剂。

CN105932316A公开了一种双极性膜电极的制备方法，采用双极性聚合物离子交换溶液及有机高分子骨架材料制备燃料电池用膜电极组件。在一定温度下，直接用按聚合物：溶剂一定比例制备的原料浆液制备在高分子骨架材料上形成质子交换层或氢氧离子交换层，再将阳离子交换溶液或阴离子交换溶液与一定量催化剂混合得到的阳极催化剂浆液或阴极催化剂浆料，制备出阳极催化层|质子交换层|氢氧离子交换层|阴极催化层构成的双极性膜电极组件。之后将扩散层与上述膜电极组件结合形成完整的膜电极产品。具有集成度高、操作灵活、成本低廉、成品优良的特点。

CN103008038A公开了一种双极电极-纸基微流控的芯片及其制备方法，所述芯片包括纸质基片、纸质盖片、纳米电极、双极电极；纳米电极、双极电极沉积于纸质基片表面；纳米电极作为微流通道中电渗流和双极电极电化学的驱动单元，双极电极作为在微流通道中形成使组份高倍浓集的非均匀电场，同时使被检测组份发生在双极电极两端的氧化还原反应。还公开了三种不同的光刻胶与稀释剂制作上述芯片的方法。纸基微流控-双极电极芯片具有重量轻、携带方便、成本低廉、可一次性使用、所需样品的体积小、分析速度快，适用于地基或空间搭载生命科学仪器的复杂样品的检测等。

当双极电极被用于分析及检测时，通常利用双极电极信号端产生的诸如电致化学发光、电致荧光和电致变色等作为检测信号来反映双极电极检测端的情况。而将双极电极制作成阵列，可以有效提高这种检测的效率和空间分辨率。然而基于光刻技术的纳米加工手段虽然可以实现数纳米的空间分辨率纳米制造，但随着空间分辨率的提升，芯片的加工周期和费用将大幅提升，无法满足探索性科研实验的需求。

发明内容

鉴于现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种用聚焦离子束加工纳米双极电极阵列的方法，通过该方法可以实现纳米双极电极阵列的制备，该电极阵列具有微纳尺寸，检测灵敏度高，具有电生化学发光效率高的优点。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供了一种用聚焦离子束加工纳米双极电极阵列的方法，所述方法包括如下步骤：

(1)在电极载体的一侧沉积10-200nm的导电薄膜，之后采用聚焦离子束在沉积导电薄膜的对侧制备纳米孔阵列；

(2)在步骤(1)所述纳米孔阵列中的孔洞内沉积电极材料，之后采用聚焦离子束对沉积电极材料的纳米孔阵列进行刻蚀，然后将步骤(1)沉积的导电薄膜去除，得到所述纳米双极电极阵列。