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      楊士寬課題組在Advanced Material發表電沉積過程中的電雕刻相關研究

       

              最近,浙江大學楊士寬研究員課題組及其合作者將“增材”制造的電沉積和“剪材”制造的電腐蝕結合起來,在導電襯底上實現了一系列微納復雜結構的可控構筑。實驗和理論模擬結果表明,電沉積過程中的電腐蝕來源于電極表面附近區域pH值的顯著變化。通過改變電化學參數可以實現對電沉積生長速度和電腐蝕程度的有效控制,從而獲得一些有趣的、未見報道的微納米結構。這個研究大大增強了電化學在可控合成微納米結構中的能力,使其能夠與成熟的濕化學合成相媲美,甚至在某些情況下優于傳統的濕化學合成方法,譬如制備與襯底有牢固結合力的微納米結構。以電化學生長銀氧籠狀體(Ag7O8NO3)為例,展示了金字塔、凹面金字塔等結構的可控合成。這些結構本身以及衍生結構在表面增強拉曼散射檢測等領域具有應用前景。該成果以題為Electrocarving during Electrodeposition Growth發表在Advanced Materials上,并被選為當期的封底。論文第一作者為浙江大學材料學院碩士研究生王艷玲和博士研究生趙麗研同學。

              圖文導讀:

      圖1:鍍金硅襯底上氧籠狀體(Ag7O8NO3)八面體結構的合成及表征

       

       圖2:不同沉積電壓和時間條件下的形貌演化過程

       

       圖3:電腐蝕過程存在的實驗驗證

       

      圖4:理論模擬及實驗驗證電沉積過程在陽極附近電解液的pH值變化

       

      圖5:改變電解液成份增強電腐蝕過程后沉積結構的形貌演化

       

       圖6:進一步增強電腐蝕和削弱電沉積過程后沉積結構的形貌演化

        小結:

                綜上,通過在電沉積過程中開創性的引入電腐蝕過程,實現了襯底上銀氧籠狀體結構的可控合成。這個合成理念可以推廣到其它材料體系,大大增強了電化學方法在微納米結構可控合成中的能力,使其可以媲美于甚至某些情況下優于傳統的濕化學合成方法。

                文章鏈接:Electrocarving during Electrodeposition Growth. Adv. Mater. 2018, DOI: 10.1002/adma.201805686. 

                https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201805686

                本文由浙江大學課題組作者提供。

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