[发明专利]一种电化学组合材料芯片

说明书

本发明涉及材料科学实验技术领域，尤其涉及到一种电化学组合材料芯片，通过在一基底上集成样品区域阵列，并于该区域中设置有集流电极与待测试的样品，并通过一电极引线实现集流电极与金手指的电连接，进而实现各样品分别独立的通过集流电极、电极引线、金手指接口和一外部电化学测试仪形成电流通路，并进行后续的电化学性能分析，并可以大大提高电化学性能测试的效率并完全满足高通量电化学性能测试的要求。

技术领域

本发明涉及材料科学实验技术领域，尤其涉及到一种电化学组合材料芯片。

背景技术

组合材料芯片技术自上世纪90年代中期被发明以来[“A CombinatorialApproach to Materials Discovery”X.-D.Xiang，Xiaodong Sun，Gabriel Briceno，YulinLou，Kai-An Wang，Hauyee Chang，William Gregory Wallace-Freedman，Sung-Wei Chen，Peter G.Schultz，Science268，1738(1995)]，已在材料科学研究领域取得广泛而巨大的成功。研究者们针对各种功能材料、结构材料开发了众多高通量实验研究工具[Combinatorial Approaches as Effective Tools in the Study of Phase Diagramsand Composition-structure-property Relationships，Ji-Cheng Zhao，Prog.Mater.Sci.51，557(2006)]。然而，目前针对功能材料电化学性能的高通量实验技术的发展较为滞后。针对材料某一服役性能的高通量研究，往往是基于通过高通量组合材料制备手段得到的组合材料芯片样品展开的，因此，欲发展针对功能材料电化学性能的高通量实验技术，首先应发展针对电化学性能研究的组合材料芯片。现有的组合材料芯片技术，如针对荧光材料、介电材料、结构材料的组合材料芯片，只需实现在较小区域内的大量样品集成，再通过外部探针，如微区荧光光谱探针、近场微波扫描探针显微镜、纳米压痕微区探针等，即可完成针对其某一特征的高通量实验研究。然而，材料的电化学性能测试大多数情况下需构建电化学器件或电化学半器件，通过收集、解读与材料样品接触的集流电极处的信号方可实现。早期的组合材料芯片技术，基本不涉及包含电极结构的器件或半器件构造，因此无法实现高通量电化学性能研究。近期新发展的一些针对半导体材料高通量筛选的组合材料芯片技术[“High Throughput Combinatorial Screening of SemiconductorMaterials”Samuel S.Mao，Appl.Phys.A105，283(2011)]，虽然引入了器件或半器件结构，但由于缺乏针对电化学性能测试的针对性设计，也难以完全满足高通量电化学性能测试的要求。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供一种电化学组合材料芯片，以解决高通量材料电化学特性测试缺乏针对性设计的缺陷。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：

一种电化学组合材料芯片，包括：

基底；

若干样品区域，集成于所述基底上表面且呈阵列分布，各所述样品区域中设置有集流电极，以及覆盖所述集流电极上表面的样品；

接口，位于所述基底的一侧；

互不接触的若干电极引线，所述电极引线设于所述基底以及接口的上表面，实现各所述集流电极与所述接口的电连接；

其中，所述基底上至少具有两种材料成分或结构不同的样品。

较佳的，上述的电化学组合材料芯片，其中，所述集流电极与所述样品之间还设有一阻挡层。

较佳的，上述的电化学组合材料芯片，其中，阻挡层的材质为Ti-N、Ti、Ta中的一种或多种组合。