利用SECM直接模式实现导体表面微区可控加工

发布时间：2017-09-30 09:22

  本文关键词：利用SECM直接模式实现导体表面微区可控加工

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【摘要】：扫描电化学显微镜(SECM)具有操作简便、分辨率高、快捷高效、成本较低等优点,SECM在微区加工中具有显著的优势。本论文利用SECM直接模式研究了导体表面的微区可控加工。本论文主要研究工作包括：(1) 利用SECM直接模式在玻碳片上实现了金属铂的微区可控沉积,研究了沉积电位、沉积时间、氯铂酸浓度等对微区沉积轮廓尺寸和微观颗粒形貌的影响,发现沉积点的颗粒形貌具有梯度变化的特点,颗粒大小随着沉积条件的变化而变化。沉积电位主要影响轮廓直径；而沉积时间主要影响膜层厚度。基于此因此通过调控相关工艺参数实现了金属铂在玻碳表面的微区可控沉积。利用SECM的基体产生-探针收集(SG-TC)模式对铂沉积层的析氢性能进行了探究,发现该方法沉积的铂层具有良好的析氢性能。(2) 将湿法刻蚀与SECM直接模式相结合实现了ITO导电玻璃的微区可控刻蚀,发现这种方法在基体所研究的全电位范围内都能实现ITO的刻蚀,并对刻蚀机理进行了分析。认为在基体的阳极电位范围内主要通过阳极溶解反应实现刻蚀,阴极电位区域内通过探针在微区范围内形成强酸性和强氧化性环境使ITO薄膜溶解而产生刻蚀。上述微区刻蚀方法方便快捷、成本低,无需掩膜一步形成微米尺度的图案化,并且不会破坏微区外的其它基底表面,为导电基体表面微区加工提供了一种新的方法。
【关键词】：扫描电化学显微镜 铂 微区电沉积 ITO 微区刻蚀
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH742
【目录】：

• 致谢5-7
• 摘要7-8
• Abstract8-13
• 第一章 绪论13-39
• 1.1 SECM的发展概况13-14
• 1.2 SECM的实验装置14-16
• 1.3 SECM的工作原理16-19
• 1.4 SECM的工作模式19-21
• 1.5 SECM在微区加工中的应用21-31
• 1.5.1 SECM在微区沉积中的应用21-29
• 1.5.2 SECM在微区刻蚀中的应用29-31
• 1.6 本论文的研究目的与意义31
• 参考文献31-39
• 第二章 实验部分39-45
• 2.1 实验试剂及基体39-40
• 2.1.1 化学试剂39
• 2.1.2 实验用基体及表面前处理39-40
• 2.1.3 二茂铁甲醇溶液配制40
• 2.1.4 铂沉积液的配制40
• 2.1.5 ITO刻蚀液的配制40
• 2.2 实验用SECM装置40-43
• 2.2.1 探针40-41
• 2.2.2 SECM装置41-43
• 2.3 表征方法43-45
• 2.3.1 循环伏安(CV)测试43
• 2.3.2 逼近曲线(Approach Curve)43
• 2.3.3 扫描电子显微镜(SEM)43
• 2.3.4 沉积膜厚度及刻蚀深度测试43
• 2.3.5 线性扫描伏安(LSV)测试43-44
• 2.3.6 SECM基底产生-探针收集(SG-TC)模式测试44-45
• 第三章 基于SECM直接模式实现金属铂的微区可控沉积45-65
• 3.1 引言45-46
• 3.2 实验内容及方法46-47
• 3.2.1 微区电沉积金属铂的方法46-47
• 3.2.2 微区沉积的影响因素47
• 3.2.3 微区沉积膜层的表征47
• 3.3 实验结果及讨论47-61
• 3.3.1 铂超微电极的表征47-49
• 3.3.2 不同电位对微区沉积金属铂的影响49-53
• 3.3.3 不同时间对微区沉积金属铂的影响53-56
• 3.3.4 不同氯铂酸浓度对微区沉积金属铂的影响56-59
• 3.3.5 利用SECM的SG-TC模式测试铂微区沉积层的析氢性能59-61
• 3.4 本章小结61
• 参考文献61-65
• 第四章 基于SECM直接模式全电位范围微区刻蚀ITO玻璃65-75
• 4.1 引言65-66
• 4.2 实验内容及方法66-67
• 4.2.1 微区刻蚀ITO的方法66
• 4.2.2 微区刻蚀的测试条件66
• 4.2.3 微区刻蚀膜层的表征66-67
• 4.3 实验结果及讨论67-71
• 4.3.1 全电位范围微区刻蚀的实现67-70
• 4.3.2 全电位范围微区刻蚀机理70-71
• 4.4 本章小结71
• 参考文献71-75
• 第五章 总结与展望75-77
• 5.1 总结75
• 5.2 展望75-77
• 附录77

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本文编号：947381