喷墨印刷制造的胺合钻石芯片电极用于电化学传感目的
Zhichao Liu1, Simona Baluchová1, Bob Brocken1
1Department of Precision and Microsystems Engineering, Delft University of Technology, Mekelweg 2, 2628 CD Delft, The Netherlands.
ACS applied materials & interfaces
|August 9, 2023
概括
这项研究介绍了一种用于制造添加钻石 (BDD) 电化学传感器的新型喷墨打印方法. 该技术可实现BDD微电极的经济高效,快速原型化,用于增强的传感器应用.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 以经济高效的方式制造图案合钻石 (BDD) 对于开发先进的电化学传感器至关重要.
- 现有的BDD制造方法可能是复杂而昂贵的.
研究的目的:
- 为基于BDD的三电极传感器芯片开发一种简化,自下而上的制造方法.
- 利用钻石纳米颗粒的直接喷墨打印来创建有图案的BDD电极.
主要方法:
- 使用商业打印机和基于糖醇的钻石墨水对喷墨印刷种植过程的系统检查.
- 优化基板预处理 (氧气等离子体,空气暴露) 和打印参数 (点密度).
- 通过化学蒸汽沉积和随后对参考电极进行银的喷墨打印,均薄膜BDD的生长.
主要成果:
- 实现了优化,连续喷墨打印的特点,具有利,明确的边缘和封闭的BDD层.
- 通过拉曼光谱学证实了高含量 (∼2 × 10^21原子cm^-3) 和良好的均性.
- 展示了广泛的潜能窗口 (2.5V),高的双层电容 (27μF cm^-2),以及各种有机化合物的成功电化学检测.
结论:
- 这种新的喷墨打印方法提供了一种快速,经济高效的方法来原型BDD微电极.
- 制造的BDD传感器具有出色的电化学特性,性能与商业电极相当.
- 这种方法促进了针对各种应用的增强,可重复使用的基于BDD的传感器芯片的开发.


