[发明专利]基于光刻掩膜与微液池的电化学高通量测试方法与装置

权利要求书

1.基于光刻掩膜与微液池的电化学高通量测试装置，其特征在于，所述装置包括：

微液池测试系统，用于提供待测金属试样微区电化学测量所需的稳定的微液池及提供三电极体系中对电极与参比电极，且能够寻找、定位所述待测金属试样微区的位置；

高精度XYZ三维移动平台系统，能够在三维方向调整金属试样的位置和角度；

电化学测试系统，能够对所述待测金属试样微区进行电化学实验测量；

测试液更新系统，所述测试液更新系统能够在试验开始前吹落微细管尖端液滴，完成测试液更新，降低测试液对待测金属试样微区电化学信息表征的影响；存储及控制系统，能够存储试验过程中产生的各种数据，对所述装置中的各个系统进行统一协调控制；

连接系统，能够实现所述装置中各系统间的数据、指令的通讯连接以及物质输送。

2.根据权利要求1所述基于光刻掩膜与微液池的电化学高通量测试装置，其特征在于，所述待测金属试样微区的制备具体为：利用光刻掩膜技术对金属试样表面进行光刻掩膜，使金属试样表面覆盖上具有固定尺寸的光刻掩膜小孔，所述光刻掩膜小孔对应的金属试样表面区域即为待测金属试样微区，所述光刻掩膜小孔的孔径能够根据实验要求控制为毫米、微米、亚微米或纳米。

3.根据权利要求1所述基于光刻掩膜与微液池的电化学高通量测试装置，其特征在于，所述微液池测试系统包括光学显微镜、液池、微细管、微细管连接座、微细管顶部硅胶圈、进液控制组件、参比电极、对电极；

所述光学显微镜用于电化学试验前后对金属试样表面微区的金相及组织进行观察，且用于寻找待测金属试样微区位置实现待测金属试样微区的精确定位；

所述液池用于存放测试液，与所述光学显微镜连接；

所述微细管为中空的锥形柱，一端为尖端，另一端为粗端；所述尖端用作电化学实验时与金属试样表面的光刻膜小孔相接触的测试区，所述尖端的内径大于光刻掩膜小孔的孔径，且不超过阵列光刻掩膜小孔的间距，以保证仅某一待测光刻掩膜小孔落在所述微细管的尖端内径中；

所述微细管连接座用于将所述微细管固定至所述液池，所述微细管连接座与所述液池通过螺纹连接并且两者内部连通，连通部分的管路的内部直径与所述微细管粗端的外径一致，以保证测试液与微细管有效连通；且所述微细管连接座的内部为弹性结构，与所述微细管紧密连接，以保证不漏液；

所述微细管顶部硅胶圈为通过蘸涂方式在所述微细管顶部进行封涂而形成；

所述进液控制组件，用于实现所述液池中溶液向所述微细管的进液，进液控制方式为通过针筒式推液器控制液池中溶液向微细管的进液，其进液控制方式可选择手动或自动方式；

所述参比电极伸入所述液池内部，用于电化学测量中的三电极体系；

所述对电极伸入所述液池内后，伸入至所述微细管的尖端，以减少溶液的电压降，用于电化学测量中的三电极体系。

4.根据权利要求3所述基于光刻掩膜与微液池的电化学高通量测试装置，其特征在于，所述微细管能够根据待测金属试样微区的大小进行更换，使得所述装置对光刻掩膜待测金属试样微区电化学高通量样品在多尺寸金属暴露区域测量间进行选择切换。

5.根据权利要求3所述基于光刻掩膜与微液池的电化学高通量测试装置，其特征在于，所述高精度XYZ三维移动平台与载物台连接，并设置于所述载物台下方，所述载物台用于承载金属试样；所述高精度XYZ三维移动平台能够调控所述载物台的移动方向、移动速度、步移动长及移动频率，实现所述微细管与金属试样微区的接触与脱离；同时所述高精度XYZ三维移动平台配合所述光学显微镜调整金属试样位置和角度，以实现金属试样表面光刻掩膜小孔的精确定位。

6.根据权利要求1所述基于光刻掩膜与微液池的电化学高通量测试装置，其特征在于，所述装置还包括显微监控系统，所述显微监控系统能够对整个金属试样微区电化学测试过程实时监控，观察测试液和试样表面接触情况，监测是否漏液。

7.根据权利要求1所述基于光刻掩膜与微液池的电化学高通量测试装置，其特征在于，所述存储及控制系统包括综合控制单元，所述综合控制单元能够进行实验过程中数据的采集与存储，还能够对所述微液池测试系统中的进液过程、所述测试液更新系统中的进气控制阀、所述显微监测系统中的长焦显微镜观测、所述电化学测试系统的测量程序及所述高精度XYZ三维移动平台进行协调控制。