Массив наноразмерных электродов – это совокупность однородных по размеру изолированных металлических электродов с радиусом, сопоставимым с толщиной двойного электрического слоя. Основными преимуществами такой системы являются высокая скорость массопереноса при стационарной диффузии, низкая электрическая емкость двойного слоя и короткое время отклика. В настоящее время подобные массивы на основе платины и золота находят применение в электроаналитической химии, электрокатализе, биоэлектрохимии и экспериментах по изучению электрохимической кинетики.
В нашей работе [1] предложена методика получения массива равнозаглубленных наноразмерных электродов путем многостадийного электроосаждения в матрицу анодного оксида алюминия (АОА) с напыленным медным токосъемником. Первая стадия электроосаждения заключается в формировании короткого (до 1 мкм) медного сегмента, длина которого соответствует величине последующего заглубления электродов относительно поверхности АОА. На втором этапе происходит формирование золотого сегмента длиной около 5 мкм, который будет выступать в качестве электроактивной поверхности массива электродов. На третьей стадии происходит осаждение медного сегмента до полного заполнения каналов АОА и формирования сплошного металлического слоя на верхней поверхности матрицы, который выступает в качестве токосъемника при эксплуатации массива электродов. На заключительном этапе напылённый слой меди и короткий медный сегмент селективно растворяли.
В результате был получен массив наноразмерных электродов с микронным заглублением относительно поверхности АОА. Диаметр единичного электрода составляет около 50 нм, расстоянием между электродами около 100 нм, плотностью электродов ~ 1010 см-2. Количество электродов, участвующих в формировании электрического сигнала, оценивали путем повторного электроосаждения меди на поверхность заглубленного золотого сегмента. Согласно статистическому анализу, 45 ± 15 % электродов имеют электрический контакт с токосъемником.
Работа выполнена при поддержке гранта РНФ № 19-73-10176.
[1] E.O. Gordeeva, I.V. Roslyakov, A.P. Leontiev, A.A. Klimenko, K.S. Napolskii, Uniform arrays of gold nanoelectrodes with tuneable recess depth // Beilstein Journal of Nanotechnology, 2021, v. 12, pp. 957–964. DOI: 10.3762/bjnano.12.72.