[发明专利]一种利用聚焦离子束加工纳米双极电极阵列的方法及用途

权利要求书

1.一种利用聚焦离子束加工纳米双极电极阵列的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

(1)在电极载体的一侧沉积10-200nm的导电薄膜，导电薄膜的组成包括铜、铝、钨、钽、钴、钯、金、铬、钒、氧化锌、Al/ZnO、氮化钛、氧化铟锡、砷化镓、砷化铟、磷化铟、锗中的任意1种或至少2种的组合；之后采用聚焦离子束在沉积导电薄膜的对侧制备纳米孔阵列；所述纳米孔阵列中单个孔的直径为1-90nm；

(2)在步骤(1)所述纳米孔阵列中的孔洞内沉积电极材料，之后采用聚焦离子束对沉积电极材料的纳米孔阵列进行刻蚀，然后将步骤(1)沉积的导电薄膜采用溶液去除，得到所述纳米双极电极阵列；所述纳米双极电极阵列中电极的直径为1-90nm。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述电极载体包括氧化物或2D材料。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述氧化物包括氧化铝、二氧化硅、二氧化钛或氧化铪中的1种或至少2种的组合。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述2D材料包括石墨烯、Mxene、h-氮化硼、二硫化钼、二硫化钛或氮化硅中的1种或至少2种的组合。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述沉积的方法包括化学气相沉积和/或物理气相沉积工艺。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述导电薄膜的厚度为10-200nm。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述纳米孔阵列制备中聚焦离子束的电压为2-30kV。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述纳米孔阵列制备中聚焦离子束的束流为1.6-400pA。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述纳米孔阵列中单个孔的深度为1-800nm。

10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述电极材料包括碳、金、银、铂、钛、钽、铌、硅、碳化硅、锌、氧化铟锡或碳化钛中的1种或至少2种的组合。

11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述沉积电极材料的方式为利用电子束或离子束诱导电极材料的前驱体进行沉积。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述离子束包括镓离子束、氦离子束或氖离子束中的1种或至少2种的组合。

13.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述沉积电极材料的厚度为1-800nm。

14.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述纳米双极电极阵列中电极的间距为10-1000nm。

15.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

(1)在电极载体的一侧沉积10-200nm的导电薄膜，之后采用聚焦离子束在沉积导电薄膜的对侧制备纳米孔阵列；

(2)在步骤(1)所述纳米孔阵列中的孔洞内沉积电极材料，之后采用聚焦离子束对沉积电极材料的纳米孔阵列进行刻蚀，然后将步骤(1)沉积的导电薄膜采用溶液去除，得到所述纳米双极电极阵列；

沉积电极材料的厚度为0.01-10μm。

16.如权利要求1-15任一项所述方法制备得到纳米双极电极阵列的用途，其特征在于，所述纳米双极电极阵列用于细胞或化学反应的电信号检测和分析。