[发明专利]一种基于液膜电化学腐蚀制备扫描隧道显微镜针尖装置和方法

权利要求书

1.一种基于液膜电化学腐蚀制备扫描隧道显微镜针尖装置，所述装置包括待刻蚀金属丝、直流电源、与直流电源正极相连接的阳极、与直流电源负极相连接的阴极，其特征在于，所述阳极的下端面固定有针托a；所述阴极的一端固定有铂环，所述铂环伸出阴极一段距离并位于针托a的正下方，所述铂环用于承载刻蚀液形成的液膜，所述铂环的正下方放置有磁铁针托座；

所述装置还包括针托b，所述待刻蚀金属丝的一端固定在针托a上，另一端穿过铂环固定在针托b上，所述针托b悬浮于磁铁针托座的正上方；

所述阳极为磁吸式阳极；所述阴极为平板式阴极；所述阳极和阴极均通过铁架台进行固定；

所述铁架台的竖杆上横向可拆卸安装有条型不锈钢件，所述磁吸式阳极吸附于不锈钢件一端的下端面处；所述铁架台的底座上安装有三维移动台，所述平板式阴极可拆卸安装于三维移动台的上端面处；

所述磁铁针托座的磁性小于磁吸式阳极，磁铁针托座与针托b的距离根据磁性大小进行确定；

所述铂环所在平面与平板式阴极平行，从而保证液膜与平板式阴极平行。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述条型不锈钢件与铁架台的固定端用绝缘胶带做绝缘处理，并采用十字夹固定在铁架台上。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述磁吸式阳极由一块饼状磁铁锡焊一根导线制成。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述条型不锈钢件的横截面为半圆型，由不锈钢柱经车床切削后形成。

5.根据权利要求1所述的液膜电化学腐蚀装置，其特征在于：所述装置还包括摄像头，所述摄像头连接电脑，用于实时观察钨丝腐蚀情况，以及对针尖成品做最初的形状鉴定。

6.一种权利要求1-5任一所述装置的使用方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)将待刻蚀金属丝打磨光亮后放入无水乙醇中进行超声；将针托a和针托b放入无水乙醇中进行超声；

(2)超声后，将针托a固定于阳极的下端面，将待刻蚀金属丝一端固定于针托a上，另一端垂直穿过铂环的中心固定在针托b上；

(3)阳极导线接直流电源正极，阴极导线接直流电源负极；

(4)在铂环上滴加刻蚀液，形成液膜；

(5)开启直流电源，开始腐蚀，使用摄像头观察腐蚀过程，并做相应调整，直至蚀断，立即关闭电源；

(6)腐蚀完毕后，将针托a和针托b上的针尖进行清洗，得到液膜上下两根针尖。