[发明专利]一种基于电场控制Ag2

权利要求书

1.一种基于电场控制Ag₂Ga纳米针阵列成形的制备方法，其特征在于，包括步骤：

S1、对第一硅基板表面进行光刻以及各向异性蚀刻，以在第一硅基板表面阵列形成针尖结构；

S2、在针尖结构的尖端处镀一层镉薄膜，并在镉薄膜外镀一层银薄膜，以形成探针阵列硅基底；

S3、在第二硅基板表面涂覆一层镓膜，并对镓膜进行加热以使镓膜成为液态，从而形成镓膜衬底；

S4、将镓膜衬底滑动连接于水平滑轨上，以实现镓膜衬底在水平方向上的滑动；

S5、将探针阵列硅基底相对设置于镓膜衬底上方，并将探针阵列硅基底滑动连接于设置于水平滑轨侧边的垂直滑轨，以实现探针阵列硅基底于镓膜衬底上方的垂直运动；

S6、对镓膜衬底与探针阵列硅基底接通直流电源，以形成电场；

S7、通过控制电场强度，控制镓膜衬底于水平滑轨上的滑动方向、滑动速度，控制探针阵列硅基底于垂直滑轨上的滑动方向、滑动速度，以在探针阵列硅基底与镓膜衬底之间形成相应形状的Ag₂Ga纳米针。

2.根据权利要求1所述的一种基于电场控制Ag₂Ga纳米针阵列成形的制备方法，其特征在于，步骤S1中具体为：在第一硅基板表面以正方形区域阵列形成针尖结构。

3.根据权利要求1所述的一种基于电场控制Ag₂Ga纳米针阵列成形的制备方法，其特征在于，步骤S2中，在对针尖结构的尖端处进行镀银之前还包括以下步骤：

S2.1、对尖端处用除油剂进行清洗；

S2.2、用水冲洗尖端处的除油剂；

S2.3、将尖端处放置于硫酸溶液中酸洗活化处理；

S2.4、用水冲洗尖端处，再用去离子水对尖端处进行冲洗，直至去除尖端处表面残留酸液。

4.根据权利要求3所述的一种基于电场控制Ag₂Ga纳米针阵列成形的制备方法，其特征在于，步骤S2.1中具体为：在50-60℃下以0.05A/mm2的电流并通过除油剂对尖端处进行除油，除油时间为1min。

5.根据权利要求3所述的一种基于电场控制Ag₂Ga纳米针阵列成形的制备方法，其特征在于，步骤S2.3中硫酸溶液的浓度为10％。

6.根据权利要求3所述的一种基于电场控制Ag₂Ga纳米针阵列成形的制备方法，其特征在于，步骤S2.3中活化处理的时间为10S。

7.根据权利要求1所述的一种基于电场控制Ag₂Ga纳米针阵列成形的制备方法，其特征在于，镉薄膜的厚度为10nm，银薄膜的厚度为40nm。

8.根据权利要求1所述的一种基于电场控制Ag₂Ga纳米针阵列成形的制备方法，其特征在于，步骤S3中，镓膜的涂覆速度为5mm/s。

9.根据权利要求1所述的一种基于电场控制Ag₂Ga纳米针阵列成形的制备方法，其特征在于，步骤S3中，对镓膜进行加热的温度为30-50℃，镓膜的厚度为50μm。

10.根据权利要求1所述的一种基于电场控制Ag₂Ga纳米针阵列成形的制备方法，其特征在于，步骤S7中具体包括以下步骤：

S7.1、控制镓膜衬底于水平滑轨上的滑动，以实现镓膜衬底与探针阵列硅基底的对位；

S7.2、控制电场强度，并控制探针阵列硅基底于垂直滑轨上以恒定速度向下滑动，随着电场强度增大，镓膜上形成与针尖结构相应的尖峰，且尖峰与针尖结构发生接触，此时停止滑动；

S7.3、银微粒与镓微粒发生化学反应并生成Ag₂Ga；

S7.4、控制探针阵列硅基底于垂直滑轨上以预设速度向上滑动，并同时控制镓膜衬底于水平滑轨上以预设滑动方向、滑动速度进行滑动；

S7.5、当尖峰上形成相应形状Ag₂Ga纳米针时，加快探针阵列硅基底于垂直滑轨上向上滑动的速度，以使Ag₂Ga纳米针脱离镓膜。