[发明专利]一种刻有金属纳米光栅的电化学工作电极及其制备方法

摘要

本发明属于电化学技术领域，具体为一种刻有金属纳米光栅的电化学工作电极及其制备方法。目前，人们对电化学反应在分子层面上的理解还十分欠缺，获取反应过程的中间产物、化学键的构型、取向，仍然是一个严峻的挑战；红外振动光谱法是化学分析中获取分子层面信息最有效的技术，但是红外光在电极和电解液中会强烈衰减，使得红外光谱难以测量。本发明提供的金属纳米光栅的电化学工作电极，通过光栅对动量的补偿，可以将入射的红外光耦合成为在界面上传播的具有很强近场增强效果的表面等离激元,补偿金属电极、电解液对于红外的吸收，使得电化学界面上的场强得到一个可观的增强，以实现电化学界面上原位、实时的反应过程中分子振动光谱的获取。

主权项

1.一种刻有金属纳米光栅的电化学工作电极的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：（1）利用Comsol软件构建模型，给定红外的入射角度，模型由上至下依次为空气层、衬底基片、金属薄膜、水，进行仿真模拟计算，得到对指定化学键拉伸振动所在的红外波段近场增强最优的金膜厚度、缝宽、以及光栅周期组合，分别在百纳米、及微米量级；（2）清洁衬底基片；（3）用电子束蒸发器在步骤（2）中洗净的衬底基片上沉积一层金属薄膜，厚度在百纳米量级；（4）在步骤（3）中得到的金属薄膜上旋涂一层光刻胶；（5）将预先设计好的光栅图案导入电子束光刻机中，启动程序，光刻机将光栅图案转移到光刻胶上；（6）将步骤（5）中得到的样品浸没在显影液中，去除暴露的光刻胶；（7）利用氩离子束轰击上述样品，将光栅图案转移到金属薄膜上，制成刻有金属纳米光栅的电化学工作电极；（8）将步骤（7）中得到的样品放入有机溶液中进行超声清洗以去除剩余的光刻胶。