[发明专利]一种金属探针的制备方法

摘要

本发明公开了一种电化学腐蚀制备金属探针的方法及横向电化学金属探针腐蚀的装置，其中：用夹具（1）将待腐蚀的金属丝（2）固定，使金属丝（2）的自由端沿水平方向；将铂铱合金圈（3）连接到可调型直流电源（7）的负极，将金属丝（2）通过常断开关（6）连接到可调型直流电源（7）的正极；且将铂铱合金圈（3）固定在三维平移台（5）的支架上；其中铂铱合金圈（3）下方设置盛有腐蚀溶液的容器（4）；铂铱合金圈（3）浸入腐蚀溶液中，再将其提出液面，铂铱合金圈（3）中具有腐蚀溶液液膜。采用本发明提供的电化学腐蚀制备金属探针的方法制备方法装置简单，成功率高，针尖尖端半径可以小于30nm。

主权项

一种简单的电化学腐蚀制备金属探针的方法，其特征在于：用夹具（1）将待腐蚀的金属丝（2）固定，使金属丝（2）的自由端沿水平方向；将铂铱合金圈（3）连接到可调型直流电源（7）的负极，将金属丝（2）通过常断开关（6）连接到可调型直流电源（7）的正极；且将铂铱合金圈（3）固定在三维平移台（5）的支架上；其中铂铱合金圈（3）下方设置盛有腐蚀溶液的容器（4）；铂铱合金圈（3）浸入腐蚀溶液中，再将其提出液面，铂铱合金圈（3）中具有腐蚀溶液液膜；根据所腐蚀金属丝的不同，腐蚀溶液也不一样；腐蚀钨探针时，使用氢氧化钠溶液，氢氧化钠溶液的浓度为是1‑2摩尔/升；腐蚀银探针时，使用氨水溶液，氨水溶液的浓度百分数是25%；其中，腐蚀溶液液膜需经常更换，腐蚀时产生的沉淀容易附着在铂铱合金圈（3）上，需及时清洗；使用的三维移动平台（5）为化学实验或者光学实验中常用的可精确控制三维移动的实验平台，这样能够在精确金属丝通过腐蚀形成长度精确可控的且尖端直径在纳米量级的针尖；制作过程中，使用可调型直流电源（7）根据需要，通过调节直流电源的电压来控制腐蚀的速度；选择电压为5伏的直流电进行；在将金属丝（2）由铂铱合金圈（3）的腐蚀溶液液膜中穿过，这个过程中尽量保证钨丝（2）处在铂铱合金圈（3）的中心，并在光学显微镜的帮助下，精确控制金属丝的尖端刚伸过铂铱合金圈中的腐蚀溶液液膜，以保证只有探针尖端受到腐蚀；金属丝深入到铂铱合金圈（3）中腐蚀溶液液膜的长度不宜过长，以在液膜和刚伸出液膜较为合适，过长容易导致探针尖端的弯曲和钝化；通过常断开关，人为选择探针需要腐蚀的部位和时间，手动瞬时通电腐蚀断裂金属丝，产生尖锐针尖；最后，先后用氨水、蒸馏水和异丙醇清洗腐蚀好的金属丝探针。