JP4546472B2 - ダイヤモンドマイクロ電極 - Google Patents
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Description
1.電極構造体は、好ましい形態として、真の平面状になっており、系の幾何学性を正確に表すのに簡単で、典型的には代数学的平面構造のモデル化を可能にする。電気伝導性層上にパターン化された絶縁層を用いた系では、電極の大きさが減少するに従って、その単純なモデルに対し絶縁層の厚さによって発生する変動は増大する。
分析表面を形成するダイヤモンド層は、性質が単結晶又は多結晶質でもよく、通常合成物であるが、天然ダイヤモンドから装置を製造することもできる。合成ダイヤモンドには、高圧高温(HPHT)ダイヤモンド又は化学蒸着(CVD)ダイヤモンドが含まれる。同一平面の表面は、一般に滑らかであり、100nmRa未満の表面粗さまで研磨されているのが好ましいであろうが、表面Raについての正確な必要条件は、用途及び電極の幾何学性により決定される。10nm位に低い表面Ra値を容易に達成することができる。
a) 絶縁性ダイヤモンド層(天然又は合成)は、裏面を平らに研磨しても良い。その裏面の上に硼素ドープダイヤモンド層をHPHT又は好ましくはCVDより成長させる。その層を前面から薄い平らな層へ研磨し、硼素ドープ層により支持する。次に適当なドーパントを、例えば、Bを用いて、必要な電極配列体のパターンにインプラントし、そのインプラントしたドーパントが、裏面上の硼素ドープ電気伝導性層と接触し、前面の分析面まで伸びるようにする。この変更として、多重エネルギーインプラントを用い、減速剤をインプラントし、且つ/又はインプラント後の表面層を除去し、電気伝導性インプラントをその層の丁度その表面までもってくるようにしてもよい。
環境中の鉛、カドミウム、銅、及び亜鉛のような微量重金属の測定〔例えば、研磨した硼素ドープダイヤモンド電極での鉛のソノ・カソード・ストリッピング・ボルタンメトリー:スターレイ(Saterlay)その他、「川沈殿物中の鉛を決定するための適用」(Application to the Determination of Lead in River Sediment)、Electroanalysis 11, No.15, p.1083 (1999)〕;
高度に硼素をドープした多結晶質CVDダイヤモンド層を、丁度約500μmの厚さまで成長させ、基体を除去した。合成は、180×103Paの圧力、パイロメトリーで測定して1000℃の温度で、メタン濃度を2.5%にし、ジボラン濃度を15ppmにして、当分野で知られている方法を用いてマイクロ波プラズマ反応器で行なった。その層の平均電気比抵抗は、0.75Ωmであった。
Claims (14)
- 非電気伝導性ダイヤモンドから形成されたダイヤモンド層を含み、前記非電気伝導性ダイヤモンド層を少なくとも部分的に通って伸び、電気伝導性ダイヤモンド領域を与えている電気伝導性ダイヤモンドの一つ以上のピン又は突出部を含む、マイクロ電極。
- ピン又は突出部が、非電気伝導性ダイヤモンド層の表面まで伸び、その表面と同一面にある電気伝導性ダイヤモンド領域を与えている、請求項1に記載のマイクロ電極。
- 電気伝導性材料の領域が、ダイヤモンド層の表面に対して窪んでおり、その表面に井戸又は貯槽を形成している、請求項1に記載のマイクロ電極。
- 電気伝導性ダイヤモンドのピン又は突出部が、電気伝導性ダイヤモンドの円状領域を与えている、請求項1〜3のいずれか1項に記載のマイクロ電極。
- 井戸又は貯槽に、井戸又は貯槽が形成されている表面と同一面にある導入物が入っている、請求項3に記載のマイクロ電極。
- 導入物が、電極挙動の感度又は選択性を変更させる、請求項5に記載のマイクロ電極。
- 導入物が、電気化学的生化学物質である、請求項5又は6に記載のマイクロ電極。
- 電気伝導性ダイヤモンド領域が、ダイヤモンド層の一方又は他方の表面と電気的に接続されており、それを通って前記領域を外部回路に接続することができる、請求項1に記載のマイクロ電極。
- 電気伝導性ダイヤモンド領域が、ダイヤモンド層内で電気的に内部接続されている、請求項1に記載のマイクロ電極。
- 電気伝導性ダイヤモンド領域が、電気的に外部接続されている、請求項1に記載のマイクロ電極。
- ダイヤモンドが、合成単結晶又は多結晶質ダイヤモンドである、請求項1に記載のマイクロ電極。
- ダイヤモンドが、CVD合成単結晶又は多結晶質ダイヤモンドである、請求項1に記載のマイクロ電極。
- 電気伝導性ダイヤモンド領域及び同一面の表面が、100nmRa未満の表面粗さを有する、請求項2に記載のマイクロ電極。
- 電気伝導性ダイヤモンドが、硼素ドープダイヤモンドである、請求項1に記載のマイクロ電極。
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