[发明专利]用于受控电化学表面改性的装置和方法

权利要求书

1.一种在电极阵列上的功能表面处聚焦电荷密度的方法，所述方法包括以下步骤：

a.提供一种电极阵列，其包括：

i.支撑衬底；

ii.从支撑衬底的上表面突出的至少一个表面结构，其中所述表面结构包括电极层；

iii.所述电极层上的功能表面，其中所述功能表面位于所述至少一个表面结构的上部，并且

其中所述功能表面适于接触导电溶液中的活性物质；

b.将所述表面结构暴露于包括活性物质的导电溶液中，其中放置对电极；以及

c.在所述电极层上的所述功能表面和所述对电极之间建立电流或电压，使得电荷密度聚焦在所述电极层上的所述功能表面上；

其中所述活性物质在与所述功能表面接触后被电化学改性，并且

其中所述活性物质包括其中物质在所述电化学改性后选择性地附着于所述功能表面的物质，所述功能表面的尺寸取决于聚焦的电荷密度而变化，并且

所述功能表面是其中与电极阵列上的电荷密度未聚焦的另一表面相比，附着增强的区域，

其中所述表面结构逐渐变细到顶点，并且所述功能表面位于所述表面结构的所述顶点处或所述顶点周围。

2.一种在电极阵列上的功能表面处聚焦电荷密度的方法，所述方法包括以下步骤：

a.提供一种电极阵列，其包括：

i.支撑衬底；

ii.从支撑衬底的上表面突出的至少一个表面结构，其中所述表面结构包括电极层；

iii.所述电极层上的功能表面，其中所述功能表面位于所述至少一个表面结构的上部，并且

其中所述功能表面适于接触导电溶液中的活性物质；

iv.覆盖所述功能表面和所述阵列的其他表面的至少一部分的钝化层或结合层；

b.将所述表面结构暴露于包括活性物质的导电溶液中，其中放置对电极；以及

c.在所述电极层上的所述功能表面和所述对电极之间建立电流或电压，使得电荷密度聚焦在所述电极层上的所述功能表面上；

其中在所述电极层和所述对电极之间建立电流的步骤导致，与电极阵列上的其他位置相比，从所述功能表面选择性地去除所述钝化层或结合层，所述钝化层或结合层的去除的尺寸取决于聚焦的电荷密度而变化，

并且从所述功能表面的去除是与所述阵列上的电荷密度未聚焦的另一表面相比，增强的去除，

其中所述表面结构逐渐变细到顶点，并且所述功能表面位于所述表面结构的所述顶点处或所述顶点周围。

3.如权利要求1或2所述的方法，其中所述表面结构沿平行于支撑衬底顶表面的平面具有基本上三角形的横截面。

4.如权利要求1或2所述的方法，其中每个表面结构的顶点的宽度在1nm至50微米之间。

5.如权利要求1或2所述的方法，其中表面结构在其与支撑衬底连结处的宽度为20nm至5000μm之间。

6.如权利要求1或2所述的方法，其中表面结构的顶点处的宽度小于其与支撑衬底连结处表面结构的宽度。

7.如权利要求1或2所述的方法，其中所述表面结构的顶点，顶点至顶点彼此分离50nm至1000μm。

8.如权利要求1或2所述的方法，其中在所述支撑表面上的所述表面结构的高度为5nm至5cm。

9.如权利要求1或2所述的方法，其中所述表面结构均匀地布置在支撑衬底上。

10.如权利要求1或2所述的方法，其中所述表面结构是金字塔形、圆锥形、脊状或其组合。

11.如权利要求1或2所述的方法，其中，所述对电极结构是平坦的、金字塔形的、圆锥形的或脊状的。

12.如权利要求2所述的方法，其中活性物质在与功能表面接触后被电化学改性。