RU2704363C1 - Аппарат для электрохимического получения слоистых металлических нанопроводов - Google Patents
Аппарат для электрохимического получения слоистых металлических нанопроводов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2704363C1 RU2704363C1 RU2019101459A RU2019101459A RU2704363C1 RU 2704363 C1 RU2704363 C1 RU 2704363C1 RU 2019101459 A RU2019101459 A RU 2019101459A RU 2019101459 A RU2019101459 A RU 2019101459A RU 2704363 C1 RU2704363 C1 RU 2704363C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- metal
- solutions
- electrochemical production
- containers
- working electrode
- Prior art date
Links
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 62
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 62
- 239000002070 nanowire Substances 0.000 title claims abstract description 49
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 28
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 claims abstract description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 10
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 7
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 claims abstract description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 31
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 12
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 12
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 11
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 claims description 9
- 229940021013 electrolyte solution Drugs 0.000 claims description 9
- 150000002739 metals Chemical group 0.000 claims description 8
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 5
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 5
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 3
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 3
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 2
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 23
- 239000010408 film Substances 0.000 description 15
- 238000013461 design Methods 0.000 description 7
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 3
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 238000007714 electro crystallization reaction Methods 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 238000010146 3D printing Methods 0.000 description 1
- 241000080590 Niso Species 0.000 description 1
- 229910021607 Silver chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 1
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000003486 chemical etching Methods 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002659 electrodeposit Substances 0.000 description 1
- 238000000609 electron-beam lithography Methods 0.000 description 1
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 description 1
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 239000002346 layers by function Substances 0.000 description 1
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N palladium Substances [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 1
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000004626 scanning electron microscopy Methods 0.000 description 1
- HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M silver monochloride Chemical compound [Cl-].[Ag+] HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 239000002887 superconductor Substances 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Electroplating Methods And Accessories (AREA)
Abstract
Изобретение относится к устройствам для гальванического получения наноструктур. Аппарат для автоматизированного получения слоистых металлических нанопроводов с контролируемым составом вдоль их длинной оси включает набор емкостей с растворами электролитов и промывочными растворами, электроды, источник постоянного тока и устройство для управления режимом электроосаждения, при этом аппарат содержит моторизованное устройство для перемещения электродов относительно основания, на котором размещены емкости с растворами, обеспечивая формирование металлических слоев различного состава, при этом рабочий электрод представляет собой пористую пленку с цилиндрическими каналами, обеспечивающую условия для роста нанопроводов за счет ограничения направлений роста металла стенками пор. Предложенный аппарат позволяет получать нанопровода с четкой границей между соседними слоями. Процесс электроосаждения автоматизирован, обеспечивая возможность воспроизводимого получения слоев заданной толщины, причем их количество в единичном нанопроводе может превышать 1000 шт. 11 з.п. ф-лы, 5 ил.
Description
Изобретение относится к устройствам для гальванического получения наноструктур, а более конкретнее, слоистых металлических нанопроводов с контролируемым составом вдоль их длинной оси. Нанопровода, изготовленные с помощью данного изобретения перспективны для создания элементной базы наноэлектроники, в том числе сверхпроводящей.
Известны различные способы изготовления субмикронных джозефсоновских структур, в основе которых лежат технологии послойного напыления тонких пленок сверхпроводников, барьеров и функциональных слоев на диэлектрическую подложку и формирования их топологии методами плазменного или химического травления и электроннолучевой или фотолитографии. Структуры джозефсона, в свою очередь разделяются на два основных типа: сэндвичевые и планарные, что обусловлено способами их изготовления. Нерешенной на сегодняшний день проблемой является уменьшение джозефсоновских структур до субмикронного уровня для их интеграции в электрические цепи с высокой плотностью упаковки активных элементов.
Известно, что использование планарных структур и нанопроводов в качестве линий для протекания сверхпроводящего тока повышает характеристические параметры элементов электрических цепей по сравнению с сэндвичевыми - микронными в XY направлениях структурах [Skryabina O.V., Egorov S.V., Goncharova A.S., et al., Applied Physics Letters ПО (2017) 222605]. Поэтому способ изготовления субмикронных систем на единичном нанопроводе в первую очередь характеризуется тем, что привычный сэндвичевый (послойный) объект может быть создан новым способом, в новой "планарно-сэндвичевой" топологии [Патент RU №2599904 29.06.2015 г. B.C. Столяров «Способ изготовления устройства с субмикронным джозефсоновским π-контактом»], что позволит изготовить его с субмикронными размерами, как по толщине слоя (направление-Z), так и в латеральных направлениях X и Y. Для этого изготавливается многослойный нанопровод с чередующимися слоями, например: нормальный металл - ферромагнетик - нормальный металл -ферромагнетик… и так далее. При этом диаметр нанопровода будет определять латеральные размеры ферромагнитной прослойки и может варьироваться от 30 до 300 нм. Участки провода могут быть выполнены из Сu, Au, Pd и других проводящих материалов. Затем, такой многослойный провод, горизонтальным образом (то есть планарно), помещается на подложку, где к нему подводятся контакты методами литографии и напыления. Ключевым моментом при создании гибридных джозефсоновских контактов с использованием единичных нанопроводов в качестве элемента слабой связи является технология получения сегментированных (или слоистых) нанопроводов субмикронного диаметра.
Перспективным методом получения сегментированных нанопроводов является темплатное электроосаждение металлов с применением в качестве матриц пористых материалов с цилиндрическими каналами (например, пористые пленки анодного оксида алюминия, трековые мембраны).
Существует два способа формирования сегментированных наноструктур, состоящих из чередующихся слоев А и В:1) из смешанного электролита, чередуя условия осаждения; 2) из индивидуальных электролитов, циклически меняя раствор и условия электрокристаллизации [Mieszawska A.J., Jalilian R., Sumanasekera G.U., Zamborini F.P., Small 3 (2007) 722]. При осаждении из смешанного электролита невозможно получить слои из чистого менее благородного металла, находящегося в растворе одновременно с ионами более благородного металла. Кроме того, из смешанного электролита проблематично выращивание протяженных сегментов из более благородного металла, из-за малой концентрации ионов этого металла в растворе электролита. Решить эту проблему возможно с использованием второго способа - осаждения слоев из индивидуальных электролитов. Главным недостатком данного метода является трудоемкость и, как следствие, низкая технологичность. Важно отметить, что данная методика, помимо прочего, позволяет осаждать сегменты, используя несовместимые между собой электролиты.
В последнее время большое распространение получили станки с числовым программным управлением. Автоматизация процесса изготовления существенно увеличивает количество годных деталей и уменьшает долю ручного труда. Одним из типов таких станков являются 3D принтеры, которые активно используются в современной технологии. Отличие от традиционных фрезерных и токарных станков заключается в том, что с помощью 3D печати требуемая деталь создается по подходу снизу вверх, а не сверху вниз. При этом принцип позиционирования головного устройства остается одинаковым. В рамках настоящего изобретения разработана конструкция аппарата для электрохимического получения слоистых металлических нанопроводов методом темплатного электроосаждения, меняя состав электролита и условия осаждения в автоматическом режиме по заранее заданной программе.
Известен способ получения слоистых гальванических покрытий в автоматизированном режиме, выбранный в качестве наиболее близкого аналога (прототипа), описание которого представлено в патенте [Патент RU №2555272 21.10.2013 г. П.А. Тихонов и др. «Электрохимический роботизированный комплекс для формирования наноразмерных покрытий»]. В данном решении автоматизация процесса смены электролита, а также контроль толщины формирующихся слоев позволяют создавать многослойные пленки с контролируемой последовательностью слоев. Однако конструкция используемых электродов не предполагает возможность формирования нанопроводов.
Задачей настоящего изобретения является усовершенствование конструкции гальванических устройств, предназначенных для электроосаждения металлических наноструктур.
Технический результат, достигаемый в заявляемом изобретении, заключается в появлении возможности воспроизводимого формирования металлических нанопроводов со слоистой структурой и четкой границей между слоями.
Поставленная задача решается тем, что для получения слоистых нанопроводов используется аппарат, позволяющий проводить электроосаждение металлов в трехэлектродной конфигурации, последовательно меняя состав раствора электролита в автоматизированном режиме по заранее заданной программе.
Заявляемый аппарат для электрохимического получения слоистых металлических нанопроводов включает набор емкостей с растворами электролитов и промывочными растворами, электроды, источник постоянного тока и устройство для управления режимом электроосаждения, а также моторизованное устройство для перемещения электродов относительно основания, на котором размещены емкости с растворами, выполненное с возможностью по заданной программе переносить электроды из емкости в емкость от 2 до 10000 раз и выдерживать их в растворе электролита в течение интервала времени от 0,1 до 10000 секунд, требуемого для электроосаждения слоя металла толщиной от 0,1 до 5000 нм, обеспечивая формирование металлических слоев различного состава, при этом рабочий электрод представляет собой пористую пленку с цилиндрическими каналами, обеспечивающую условия для роста нанопроводов за счет ограничения направлений роста металла стенками пор.
Наилучший вариант реализации изобретения достигается когда аппарат содержит три электрода - рабочий электрод, электрод сравнения и вспомогательный электрод, обеспечивая возможность проводить электроосаждение металлов и/или их сплавов в трехэлектродной конфигурации с точным контролем потенциала осаждения. При этом все три электрода объединены в сборку, которая перемещается целиком при перемещении рабочего электрода между емкостями.
В качестве пористой пленки в рабочем электроде выступает трековая мембрана или пленка анодного оксида алюминия толщиной от 1 до 200 мкм со сквозными порами с диметром от 10 до 500 нм. Пористая пленка ограничивает рост металла в определенных направлениях и задает геометрические параметры массива формирующихся нанопроводов. С одной стороны она покрыта сплошным слоем инертного металла. В качестве металла, покрывающего пористую пленку с одной стороны, используют медь, никель, серебро, золото, платину, а также их сплавы. Доступ электролита в поры пленки, ограничивающей рост металла, реализован лишь с одной стороны, исключая возможность роста металла где бы то ни было, кроме как в порах пленки, и создавая условия для роста в результате гальванического осаждения наноструктур исключительно в виде нанопроводов.
В качестве источника постоянного тока используется потенциостат. Емкости могут содержать как электролиты для осаждения металлов, так и растворы для промывки и предварительной подготовки поверхности, а количество емкостей с растворами может достигать 200 шт. Моторизованное устройство для перемещения рабочего электрода реализовано на основе шаговых двигателей и позволяет перемещать рабочий электрод относительно основания аппарата с емкостями с растворами как в латеральных направлениях, так в вертикальном направлении, обеспечивая возможность опускать и извлекать рабочий электрод в/из растворов, находящихся в емкостях. В качестве устройства для управления режимом электроосаждения используют компьютер с программным обеспечением, способный непосредственно в процессе электроосаждения считывать ток, находить протекший заряд и ограничивать рост металла на каждой стадии как по заданному времени, так и по заданному заряду, обеспечивая точный контроль толщины слоев металла на уровне не хуже, чем 0,5 нм. Управление потенциалом электродов и управление положением электродов синхронизировано между собой.
Для получения слоистых нанопроводов с помощью предложенного аппарата последовательно выполняют следующие действия:
1) Погружение сборки электродов в электролит для осаждения первого металла. Выдержка электродов в растворе электролита в течение заданного программой времени, необходимого для проникновения электролита в поры рабочего электрода.
2) Поляризация электрода для начала процесса электроосаждения металла. Электроосаждение металла до достижения необходимой толщины слоя.
3) Выключение поляризации электрода. Извлечение сборки электродов из электролита и помещение ее в первый промывочный раствор.
4) Извлечение сборки электродов из первого промывочного раствора и помещение ее во второй промывочный раствор. Количество промывочных раствором может превышать 10 шт. и определяется заранее заданной программой.
5) Повторение пп. 1-4, с той лишь разницей, что сборка электродов погружается в другой электролит для электроосаждения следующего слоя металла. Количество слоев металла определяется количеством повторений цикла, включающего погружение сборки электродов в электролит, электроосаждение металла или сплава и последующую промывку электродов. При этом количество различных металлов в слоистой нанонити зависит от программы электроосаждения и количества используемых электролитов.
Сущность изобретения поясняется чертежами, графиками и микрофотографиями полученных нанопроводов, где на фиг. 1 представлена конструкция аппарата для электрохимического получения слоистых металлических нанопроводов; на фиг. 2 - конструкция сборки из трех электродов (рабочего, вспомогательного и электрода сравнения), являющейся составной частью аппарата; на фиг. 3 - режим электроосаждения слоистых нанопроводов, состоящих из двух чередующихся металлов; на фиг. 4 - микрофотография нанопровода с чередующимися слоями равной толщины из Ni и Au; на фиг. 5 - микрофотография слоистого Ni/Au нанопровода со сложным профилем состава.
Позициями на чертежах обозначены:
1 - консоль;
2 - ось для вращения держателя емкостей с растворами;
3 - шаговый двигатель;
4 - рейка вертикальная;
5 - сборка электродов;
6 - емкости с растворами электролитов и промывочными растворами;
7 - держатель емкостей с растворами;
8 - станина;
9 - электрод сравнения;
10 - вспомогательный электрод;
11 - уплотнительное кольцо;
12 - корпус рабочего электрода;
13 - токосъемник;
14 - крышка изолирующая;
15 - рабочий электрод;
16 - пористая пленка с протяженными каналами; 17-поршень.
Конструкционные решения и сущность заявляемого изобретения представлены на фиг. 1-5.
Изображенная на фиг. 1 конструкция аппарата для электрохимического получения слоистых металлических нанопроводов включает станину (8), на которой установлены держатель емкостей с растворами (7) и консоль (1). Емкости с растворами электролитов и промывочными растворами (6) располагаются в держателе (7) по кругу. Такая конструкция обеспечивает простоту замены электролитов путем вращения держателя (7) вокруг вертикальной оси (2). При смене электролита сборка электродов (5) сначала поднимается вверх из емкости с раствором вверх с помощью вертикальной рейки (4), соединенной через шестерню с валом шагового двигателя (3), закрепленного на консоли (1). После смены электролита сборка электродов опять опускается в раствор и к рабочему электроду прикладывается нужный потенциал.
Основным элементом аппарата является сборка электродов (5), чертеж которой приведен на фиг. 2. Все три электрода (электрод сравнения (9), вспомогательный электрод (10) и рабочий электрод (15)) скреплены между собой и перемещаются вверх и вниз при смене растворов как единое целое. Раствор электролита контактирует лишь с верхней стороной рабочего электрода, в качестве которого выступает металлизированная с одной стороны пористая пленка с протяженными преимущественно вертикальными каналами (16), так как пористая пленка закреплена в герметичном корпусе (12) рабочего электрода. С верхней стороны герметизация выполнена с помощью уплотнительного кольца (11). Снизу при сборке корпус герметично закрывается крышкой (14). Для подведения электрического тока к нижней металлизированной стороне пористой пленки к ней прижимается с помощью поршня (17) металлическая платина (13), выступающая в качестве токосъемника. Корпуса рабочего электрода и нижняя изолирующая крышка выполнены из фторопласта Ф4 (также известный как тефлон). Их материал, а также форма (конусообразная форма крышки, малая толщина бортика между пористой пленкой и верхней поверхностью корпуса) обеспечивают полное стекание электролита с рабочего электрода при его извлечении из раствора.
Одним из возможных режимов получения металлических слоистых нанопроводов является потенциостатическое темплатное электроосаждение с in situ контролем толщины осажденных слоев с помощью контроля протекшего электрического заряда. В случае формирования нанопроводов с чередующимися слоями из двух металлов график зависимости потенциала рабочего электрода от протекшего заряда представлен на фиг.3. Для демонстрации реализуемости предложенного подхода, а также работоспособности аппарата было проведено темплатное электроосаждение никеля и золота в каналы пористых пленок анодного оксида алюминия.
Электрокристаллизацию Au проводили из коммерческого электролита 04-ЗГ производства компании Экомет (г. Москва) с концентрацией Au 5-15 г/л. Для осаждения никеля использовали электролит состава 0,1 M NiCl2, 0,6 M NiSO4, 0,3 М Н3 ВО3. Кристаллизацию золота проводили при потенциале -1,0 В с предварительным 0,1 с импульсом при -1,2 В. Осаждение никеля проводили при потенциале -0,8 В с предварительным импульсом -1,2 В в течение 0,1 с. Потенциалы указаны относительно насыщенного Ag/AgCl электрода сравнения. При смене растворов после извлечения электродов из одного электролита их последовательно промывали в двух емкостях с деионизованной водой перед тем как опустить в другой электролит. Все перемещения выполнялись в автоматизированном режиме. Данные растровой электронной микроскопии для нанопроводов Ni/Au с постоянной толщиной сегментов и со сложным профилем состава вдоль длины нанопровода приведены на фиг. 4 и 5, соответственно. На данных изображениях светлые слои - Au, а более темные - слои Ni.
Claims (12)
1. Аппарат для электрохимического получения слоистых металлических нанопроводов, содержащий набор емкостей с растворами электролитов и промывочными растворами, электроды, источник постоянного тока и устройство для управления режимом электроосаждения, отличающийся тем, что он содержит моторизованное устройство для перемещения электродов относительно основания, на котором размещены емкости с растворами, выполненное с возможностью по заданной программе переносить электроды из емкости в емкость от 2 до 10000 раз и выдерживать их в растворе электролита в течение интервала времени от 0,1 до 10000 секунд, требуемого для электроосаждения слоя металла толщиной от 0,1 до 5000 нм для обеспечения формирования металлических слоев различного состава, при этом рабочий электрод представляет собой пористую пленку с цилиндрическими каналами, обеспечивающую условия для роста нанопроводов за счет ограничения направлений роста металла стенками пор.
2. Аппарат для электрохимического получения слоистых металлических нанопроводов по п. 1, отличающийся тем, что он содержит три электрода в виде рабочего электрода, электрода сравнения и вспомогательного электрода, позволяющих проводить электроосаждение металлов и/или их сплавов в трехэлектродной конфигурации с точным контролем потенциала осаждения.
3. Аппарат для электрохимического получения слоистых металлических нанопроводов по п. 2, отличающийся тем, что все три электрода объединены в сборку, которая перемещается целиком при перемещении рабочего электрода между емкостями.
4. Аппарат для электрохимического получения слоистых металлических нанопроводов по п. 1, отличающийся тем, что в качестве пористой пленки в рабочем электроде выступает трековая мембрана или пленка анодного оксида алюминия толщиной от 1 до 200 мкм со сквозными порами с диаметром от 10 до 500 нм.
5. Аппарат для электрохимического получения слоистых металлических нанопроводов по п. 1, отличающийся тем, что пористая пленка, выступающая в качестве рабочего электрода, ограничивающая рост металла в определенных направлениях и задающая геометрические параметры массива формирующихся нанопроводов, покрыта с одной стороны сплошным слоем инертного металла.
6. Аппарат для электрохимического получения слоистых металлических нанопроводов по п. 5, отличающийся тем, что в качестве металла, покрывающего пористую пленку с одной стороны, используют медь, никель, серебро, золото, платину и их сплавы.
7. Аппарат для электрохимического получения слоистых металлических нанопроводов по п. 1, отличающийся тем, что доступ электролита в поры пленки, ограничивающей рост металла, реализован лишь с одной стороны, исключая возможность роста металла где бы то ни было, кроме как в порах пленки, и создавая условия для роста в результате гальванического осаждения наноструктур исключительно в виде нанопроводов.
8. Аппарат для электрохимического получения слоистых металлических нанопроводов по п. 1, отличающийся тем, что в качестве источника постоянного тока используют потенциостат.
9. Аппарат для электрохимического получения слоистых металлических нанопроводов по п. 1, отличающийся тем, что емкости могут содержать как электролиты для осаждения металлов, так и растворы для промывки и предварительной подготовки поверхности, а количество емкостей с растворами может достигать 200 шт.
10. Аппарат для электрохимического получения слоистых металлических нанопроводов по п. 1, отличающийся тем, что моторизованное устройство для перемещения рабочего электрода реализовано на основе шаговых двигателей с возможностью перемещения рабочего электрода относительно основания аппарата с емкостями с растворами как в латеральных направлениях, так и в вертикальном направлении, обеспечивая возможность опускать и извлекать рабочий электрод в/из растворов, находящихся в емкостях.
11. Аппарат для электрохимического получения слоистых металлических нанопроводов по п. 1, отличающийся тем, что устройство для управления режимом электроосаждения используют в виде компьютера с программным обеспечением, способного непосредственно в процессе электроосаждения считывать ток, находить протекший заряд и ограничивать рост металла на каждой стадии как по заданному времени, так и по заданному заряду, обеспечивая точный контроль толщины слоев металла на уровне не хуже чем 0,5 нм.
12. Аппарат для электрохимического получения слоистых металлических нанопроводов по п. 1, отличающийся тем, что управление потенциалом электродов и управление положением электродов синхронизировано между собой.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019101459A RU2704363C1 (ru) | 2019-01-18 | 2019-01-18 | Аппарат для электрохимического получения слоистых металлических нанопроводов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019101459A RU2704363C1 (ru) | 2019-01-18 | 2019-01-18 | Аппарат для электрохимического получения слоистых металлических нанопроводов |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2704363C1 true RU2704363C1 (ru) | 2019-10-28 |
Family
ID=68500496
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019101459A RU2704363C1 (ru) | 2019-01-18 | 2019-01-18 | Аппарат для электрохимического получения слоистых металлических нанопроводов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2704363C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2786270C1 (ru) * | 2022-07-13 | 2022-12-19 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Казанский (Приволжский) федеральный университет" (ФГАОУ ВО КФУ) | Роботизированный комплекс для формирования наноструктурированных хромовых покрытий |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2185464C2 (ru) * | 2000-06-26 | 2002-07-20 | Закрытое акционерное общество "Кабелькомплект" | Устройство для нанесения покрытия на проволоку электролизом |
| WO2012007191A1 (en) * | 2010-07-15 | 2012-01-19 | Replisaurus Group Sas | System for automated handling of masters and substrate |
| RU2555272C2 (ru) * | 2013-10-21 | 2015-07-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова Российской академии наук (ИХС РАН) | Электрохимический роботизированный комплекс для формирования наноразмерных покрытий |
| RU2599904C1 (ru) * | 2015-06-29 | 2016-10-20 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Московский физико-технический институт (государственный университет)" | СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ УСТРОЙСТВА С СУБМИКРОННЫМ ДЖОЗЕФСОНОВСКИМ π-КОНТАКТОМ |
-
2019
- 2019-01-18 RU RU2019101459A patent/RU2704363C1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2185464C2 (ru) * | 2000-06-26 | 2002-07-20 | Закрытое акционерное общество "Кабелькомплект" | Устройство для нанесения покрытия на проволоку электролизом |
| WO2012007191A1 (en) * | 2010-07-15 | 2012-01-19 | Replisaurus Group Sas | System for automated handling of masters and substrate |
| RU2555272C2 (ru) * | 2013-10-21 | 2015-07-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова Российской академии наук (ИХС РАН) | Электрохимический роботизированный комплекс для формирования наноразмерных покрытий |
| RU2599904C1 (ru) * | 2015-06-29 | 2016-10-20 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Московский физико-технический институт (государственный университет)" | СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ УСТРОЙСТВА С СУБМИКРОННЫМ ДЖОЗЕФСОНОВСКИМ π-КОНТАКТОМ |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2786270C1 (ru) * | 2022-07-13 | 2022-12-19 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Казанский (Приволжский) федеральный университет" (ФГАОУ ВО КФУ) | Роботизированный комплекс для формирования наноструктурированных хромовых покрытий |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN112334310B (zh) | 用于三维结构体的连续电化学制造的方法和设备 | |
| US6914008B2 (en) | Structure having pores and its manufacturing method | |
| JP5198413B2 (ja) | 適合接触マスクめっきを用いてめっき工程を行っている際に堆積の品質を測定する方法 | |
| JP3610293B2 (ja) | 細孔を有する構造体及び前記細孔を有する構造体を用いたデバイス | |
| US7686885B2 (en) | Patterned nanorod arrays and methods of making same | |
| US6221228B1 (en) | Part fabricating method and part fabricating apparatus | |
| Vasyliev et al. | Influence of polarization curve slope on the accuracy of local copper electrodeposition from sulphate electrolyte | |
| RU2704363C1 (ru) | Аппарат для электрохимического получения слоистых металлических нанопроводов | |
| TW202244317A (zh) | 用於形成半導體特徵部的電化學組件 | |
| CN107043949B (zh) | 用于制造颗粒的方法和设备 | |
| KR100747074B1 (ko) | 양극 산화 알루미늄 템플레이트(ＡＡＯＴｅｍｐｌａｔｅ)를 이용한 나노 로드의 제조 방법 및이를 이용하여 얻어진 나노 로드 | |
| JP4448271B2 (ja) | 部品製造方法及び部品製造装置 | |
| JP2001207288A (ja) | 細孔内への電着方法及び構造体 | |
| JP3750268B2 (ja) | 放電加工用工具電極の製造方法 | |
| JPH06297252A (ja) | 微細加工方法及びその装置 | |
| US10612153B2 (en) | Method for electrochemical roughening of thin film electrodes | |
| KR20070014553A (ko) | 국부전기화학도금법을 이용한 높은 종횡비의 금속 마이크로튜브 구조물을 제조하는 방법 | |
| US12486589B2 (en) | Additive manufacturing of parts comprising electrophoretic and electrolytic deposits | |
| RU2770919C1 (ru) | Способ получения слоевых нанопроволок из ферромагнитных металлов с программируемой структурой и устройство для его осуществления | |
| JP2000297396A (ja) | 金属微細パタン形成法 | |
| KR100605545B1 (ko) | 국부 전기화학석출법을 이용한 치밀한 품질의 높은종횡비의 미세구조물을 제조하는 방법 | |
| KR100727393B1 (ko) | 국부 전기화학석출법을 이용한 높은 구조적 집적도를 갖는고 종횡비의 미세구조물을 제조하는 방법 | |
| US20090308754A1 (en) | Fabrication of freestanding micro hollow tubes by template-free localized electrochemical deposition | |
| Tzaneva | Electrochemical and electroless deposition of metal in anodic Aluminium oxide nanoporous template | |
| Trimmer | Electrochemical machining of micro-and nanostructures with ultra-short voltage pulses |