納米鎢探針製備

鎢探針圖片

納米鎢探針是採用鎢絲製備,製備方法有很多種,如:機械剪切法、機械研磨法、場蒸發方法、離子轟擊方法、電火花加工、電化學腐蝕法等。最常用的製備鎢材質探針的方法是電化學腐蝕法,該方法製備原理簡單,且製備設備簡單、容易實現,可控性較好,成本較低,因此被廣泛應用。電化學腐蝕法又可分為:交直流共用法、磁場增強法、液膜法、逆向電化學法、下端腐蝕法和脈衝電化學加工法等。以上方法都是通過改變溶液濃度、浸入深度、腐蝕電壓和脈衝電壓的占空比等因素來控制探針的形狀和長-徑比。但是在腐蝕過程中,鎢絲是靜止的,製備出探針輪廓線為指數型,長-徑比的可調範圍較小。

新型的納米鎢探針製備方法是在腐蝕過程中利用單片機步進馬達軸向位移系統對鎢絲進行勻速提起,並通過控制電化學腐蝕過程的參數來製備納米金屬探針,可以製備出不同長-徑比的鎢納米探針,其尖端曲率半徑可達30nm,能夠滿足不同的應用需要,其製備過程如下所示:

1.對金屬鎢絲的表面進行電腐蝕,去除表面的氧化層,然後對其進行清洗。即將鎢絲(純度99. 99%,如直徑O. 5mm)作為陽極,銅棒作為陰極,置於NaOH水溶液(2mol/L)中,浸入深度分別為陽極2. 5mm-9mm,陰極40mm,通以IOV的交流電,腐蝕30-100S,去除鎢絲表面的氧化層,然後利用去離子水清洗乾淨。

2清洗後的鎢絲為陽極,銅棒為陰極,置於腐蝕溶液中(例如2mol/L的氫氧化鈉水溶液)中,接通電源使其開始腐蝕,同時利用單片機步進馬達軸向位移系統將鎢絲進行提起,並始終保持部分鎢絲位於溶液中,停止提起後繼續靜止腐蝕直至鎢絲尖端脫落,制得納米鎢探針。

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