[发明专利]一种电化学测量微电极结构及其制作方法

说明书

本发明公开一种电化学测量微电极结构及其制作方法，该微电极结构包括：绝缘基底、电极、导电线和绝缘保护层，所述电极和所述导电线设于所述绝缘基底的上方，所述电极和所述导电线相连接，所述绝缘保护层覆盖于所述电极和所述导电线上方；所述绝缘基底上设有若干不连续的空孔，所述若干空孔对应所述电极的位置设置，每一所述空孔均连通至所述电极，其中一个空孔或多个空孔内形成近电极控制部。本发明的电化学测量微电极结构能按需灵活定制微电极电极有效尺度，并维持电极露于空孔或近电极控制部中的材料表面特征，实现微电极的更广泛的材质选用和更丰富的表面状态。本发明的电化学测量微电极结构设计灵活，制作方法易于构建，易于批量生产。

技术领域

本发明涉及电化学测量电极技术领域，尤其涉及一种电化学测量微电极结构及其制作方法。

背景技术

微电极指的是：电极的几何结构中至少有一个维度的尺寸在微米量级，通常是将直径为数微米的电极包封在一绝缘材料如热固性树脂内，然后将树脂的尖端抛光以露出电极表面。

这类电极的特性在于：

(1)通过的电流小，可用于高内阻(低电导)的电解质溶液；

(2)电极尺寸小，可用于分析测量微量体积的物质；

(3)随着测量时间的延长，扩散过程由线性变为球形扩散。

这些特征使得微电极适宜对电化学反应的细节过程进行精确测量研究。其应用可提高点分析测量的检测极限，适用更广泛的电解质溶液。如将微电极安装在具有三维移动和定位的功能装置上，即可构建扫描电化学显微镜，研究表面微区的电化学反应状态和过程。

现有的常规微电极，其电极导电部分通常为金属丝，外包的绝缘部分可以是高分子材料如热固性树脂，也可以是无机非金属材料如玻璃等。受导电材料及其界面状况的限制，这种微电极构建方法变化少，不够灵活，反应种类少，不能充分满足特定场景下的专门化简易化的检测需求。

因此，构建一种能按需灵活定制微电极电极有效尺度的微电极，使其具有更广泛的材质选用和更丰富的表面状态，以实现对被测物体系中特定物质的扩散通道的设计和管控，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

为解决以上存在的技术问题，本发明提供一种电化学测量微电极结构及其制作方法。其一改常规控制金属丝或碳棒直径的方法，实现了对微电极电极有效尺度的控制。本发明的技术方案具体如下：

首先，本发明提供了一种电化学测量微电极结构，包括：绝缘基底、电极、导电线和绝缘保护层，所述电极和所述导电线设于所述绝缘基底的上方，所述电极和所述导电线相连接，所述绝缘保护层覆盖于所述电极和所述导电线上方；所述绝缘基底上设有若干不连续的空孔，所述若干空孔对应所述电极的位置设置，每一所述空孔均连通至所述电极，其中一个空孔或多个空孔内形成近电极控制部。

进一步地，所述近电极控制部为对空孔内进行物质填充或对空孔内表面进行表面处理所形成。

进一步地，所述物质填充包括：树脂填充或粉末物填充；所述表面处理包括：离子体溅射、化学腐蚀、化学接枝或电化学沉积。

进一步地，所述绝缘基底的厚度为10um-10mm，所述空孔的宽度为0.1μm-1mm。

进一步地，所述电极为导电浆料、石墨烯、碳纳米管、金属薄片或半导体材质。

其次，本发明还提供一种以上所述的电化学测量微电极结构的制作方法，包括以下步骤：

S10、提供一绝缘基底，并在所述绝缘基底上形成导电线；

S20、在所述绝缘基底上形成若干不连续的空孔，每一所述空孔贯穿所述绝缘基底的厚度；

S30、在对应所述若干空孔的绝缘基底上方贴合电极，并使电极与导电线连接；