[发明专利]用于制备金属纳米针尖的装置

说明书

技术领域

本发明涉及纳米制造技术，尤其涉及一种用于制备金属纳米针尖的装置。

背景技术

当前，针尖增强拉曼光谱(Tip-Enhanced Raman Spectroscopy，简称：TERS)具有高灵敏度、高空间分辨率的特性。特别地，理论研究证明能够增强电磁场的金或银的纳米针尖的曲率半径为10nm至50nm。另外，上述金属纳米针尖的曲率半径越小，其表面等离子体产生的电磁场强度越强，进而采用该针尖研究各种等离子体表面可得到更高的空间分辨率。举例来说，如当金纳米针尖的曲率半径从40nm减小到10nm，电场的强度级别由5上升到28。

然而，在现有阶段，制备上述50nm级别的金属纳米针尖还未出现较好的装置。

发明内容

本发明提供一种用于制备金属纳米针尖的装置，用以实现制备出曲率半径为50nm以下且针尖锥面符合用户需求的金属纳米针尖。

本发明提供的制备金属纳米针尖的装置，包括：

稳压电源；

环形铂电极，所述环形铂电极具有一连接端，所述环形铂电极的连接端电连接所述稳压电源的负极；

开关，位于所述环形铂电极与所述稳压电源之间；

腐蚀池，所述腐蚀池中容纳有腐蚀金属丝的溶液，所述环形铂电极位于所述溶液中；

金属丝，所述金属丝的一端连接所述稳压电源的正极，另一端伸入所述所述环形铂电极区域内的溶液中；

电流监控器，位于所述金属丝与稳压电源之间，用于监测通过金属丝上的电流；

电流控制器，所述电流控制器的一端电连接电流监控器，所述电流控制器的另一端电连接所述开关，用于根据所述电流监控器中的电流控制所述开关的打开或关闭。

本发明另一方面还提供一种使用上述装置的方法，其包括：

调整稳压电源的电压为2.25V-3.0V；

将金属丝伸入溶液中的一端的长度调整为1.5cm至2.5cm；

闭合开关；

采用电流监控器监控所述金属丝上通过的电流，在电流值大于预设值时，电流控制器打开所述开关，以获得金属纳米针尖。

由上述技术方案可知，本发明中的用于制备金属纳米针尖的装置，采用电流监控器监控金属丝上流过的电流，并使电流控制器在电流急剧变化时即电流值大于等于预设值时，断开开关，以获取符合要求的纳米级别的金属纳米针尖。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地：下面附图只是本发明的一些实施例的附图，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得同样能实现本发明技术方案的其它附图。

图1为本发明一实施例提供的用于制备金属纳米针尖的装置的结构示意图；

图2为本发明另一实施例提供的用于制备金属纳米针尖的装置的结构示意图；

图3为本发明图2中的腐蚀池的结构；

图4为采用上述图2的装置制备的金丝的纳米针尖的结构示意图；

图5A和图5B为采用上述图2的装置制备的金丝的纳米针尖的SEM图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，下述的各个实施例都只是本发明一部分的实施例。基于本发明下述的各个实施例，本领域普通技术人员即使没有作出创造性劳动，也可以通过等效变换部分甚至全部的技术特征，而获得能够解决本发明技术问题，实现本发明技术效果的其它实施例，而这些变换而来的各个实施例显然并不脱离本发明所公开的范围。

图1示出了本发明一实施例提供的用于制备金属纳米针尖的装置的结构示意图，如图1所示，本实施例中的制备金属纳米针尖的装置包括：用于提供稳定电压的稳压电源1，环形铂电极6、开关3、腐蚀池、金属丝4、电流监控器2和电流控制器10。

其中，环形铂电极6具有一连接端5，环形铂电极6的连接端5电连接稳压电源1的负极；稳定电源1的正极电连接电流监控器2；开关3位于环形铂电极6与稳压电源1之间，用于控制整个电路的断开和闭合；腐蚀池内容纳有腐蚀金属丝的溶液7，上述的环形铂电极6置于溶液7中；金属丝4的一端通过电流监控器2电连接稳压电源1的正极，金属丝4的另一端伸入环形铂电极6所围成的区域内的溶液中。