扫描电化学显微镜组合探针技术及其微加工应用

扫描电化学显微镜(SECM)以超微电极为探针，通过控制探针或/和基底的电势激发微区电化学反应，是一种极具潜在应用价值的无掩模微加工技术。本项目拟发展组合探针技术，提出SECM绘图仪新思路，通过激发探针与基底之间< 1 pL量级的电解质溶液内的特定电化学反应，在基底上实现可持续的微米尺度的直接描绘，从而发展具有高空间分辨率的新型微加工方法。预期结果包括：开发适于微米加工的具有独创性的SECM软接触模式；发展微米尺度的组合探针技术，研究相关表面反应的物理化学性质；建立SECM绘图仪技术的理论模型，提出优化实验条件的规律。

项目实施三年以来，我们根据项目的执行和进展情况，曾于2010年度进展报告中，对项目做了相关的调整，但仍然坚持了扫描电化学显微镜微加工的大方向，除了实验方法的建立外，将研究内容改为“功能微纳材料的原位合成、组装以及微纳米器件的构筑和表征”，取得了如下创新性研究成果：.（1）.提出了一种扫描电化学显微镜组合探针技术，用于实现针尖上的产生/收集反应。当组合探针逼近基底的，收集系数随着二者距离的减小而增大，可用于研究电化学反应机理和单细胞药物作用机制的研究，成果发表在Chemical Chemical Letters上.（2）.建立了扫描电化学显微镜的软解触摸式，采用具有微纳米尖端开口的毛细管作为电解池，使SECM 探针和基底之间通过微小体积的电解质溶液进行接触，从而进行微纳米功能晶体材料的合成及微纳器件组装，成果发表在Angewandte Chemie-International Edition上。.（3）.采用软接触模式合成了铁氰化物掺杂的氯化钠固体溶液微晶体，系统研究了其合成机理、结构表征、全固态点化学性质以及微纳器件的性质，成果发表在Analytical Chemistry上。.（4）.采用软接触模式合成了跨尺度的氧化锌纳米结构薄膜，构筑了微纳米级的超级电容器和场效应管，并表征了相关的性能，成果发表在Chemical Communication上。.此外，本项目还发表4篇核心期刊（《电化学》，2012，405-409；2011，252-256；2010，300-306；大学化学，2012，27，1-8）并申请国家发明专利一项（申请号：201110203433.3）