本发明专利技术公开一种直立石墨烯电化学电极检测芯片及其制作方法，该直立石墨烯检测芯片包括：基材和生长于所述基材上的直立石墨烯层，所述基材上预制有一套或多套凹槽，所述直立石墨烯层生长填充于所述凹槽内，形成有一个或多个电化学电极集成化检测芯片结构；所述直立石墨烯层的高度小于或等于所述凹槽的深度。所述制作方法包括以下步骤：提供一基材，并在所述基材上预制一套或多套凹槽；在所述凹槽内生长直立石墨烯层；对生长完成的直立石墨烯层进行处理，使所述直立石墨烯层的上表面与所述基材的上表面相平齐。本发明专利技术基材上的凹槽对纳米级脆弱的直立石墨烯层具有保护效果，且一定程度上降低了检测芯片的厚度，提高了后续应用的稳定性和可靠性。定性和可靠性。定性和可靠性。
【技术实现步骤摘要】
一种直立石墨烯电化学电极检测芯片及其制作方法
[0001]本专利技术涉及电化学电极检测芯片设计
，尤其涉及一种直立石墨烯电化学电极检测芯片及其制作方法。
技术介绍
[0002]直立型石墨烯是一种二维复杂结构的碳人工晶体纳米材料，其有效比表面积大，具有优异的导电性，且具有大量的结构缺陷，易于进行各种催化剂颗粒及化学生物分子的修饰，从而非常适合应用于电化学生化检测电极用材料。现有的直立型石墨烯电极通过在基材上化学气相沉积将碳原子沉积在基材上，形成突出于基材表面的直立型石墨烯电极。但直立型石墨烯层宏观上脆弱，怕刮、擦，不耐异物直接接触。大的表面积亦容易沾染微尘等各种污染物，从而使活性物质丧失效用，不利于其作为电极在产业中大规模的推广应用。
[0003]因此，构建一种全新的直立石墨烯电化学测试电极芯片的结构，以提高直立石墨烯电化学电极检测芯片的稳定性、改善直立石墨烯电化学电极检测芯片的应用场景、拓宽其应用需求，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
[0004]为解决以上存在的技术问题，本专利技术提供一种直立石墨烯电化学电极检测芯片及其制作方法。通过优化设计直立石墨烯电化学电极检测芯片的结构，大大提高了直立石墨烯层的稳定性能，本专利技术的技术方案具体如下：
[0005]首先，本专利技术提供了一种直立石墨烯电化学电极检测芯片，包括：基材和生长于所述基材上的直立石墨烯层，所述基材上预制有一套或多套凹槽，所述直立石墨烯层生长填充于所述凹槽内，形成有一个或多个电化学检测电极结构；所述直立石墨烯层的高度小于或等于所述凹槽的深度，多套凹槽具有相同或不同的形状。
[0006]进一步地，每一套所述凹槽的形状为根据电化学测试电极设计需求设计而成。
[0007]进一步地，所述凹槽通过机械雕刻、激光蚀刻、辐射轰击或化学反应中的一种或多种手段形成。
[0008]进一步地，所述直立石墨烯层的高度为1
‑
50μm。
[0009]进一步地，所述基材为绝缘薄膜，所述基材为PET、PE、PC、薄玻璃片、晶圆硅片、氧化铝陶瓷、氮化硅陶瓷中的一种或多种。
[0010]进一步地，所述基材上设有过孔，所述基材上设有过孔，所述过孔内填充有导电物质；所述基材背面设有若干引脚和电路，所述直立石墨烯层通过所述过孔内的导电物质和所述电路与所述引脚电连接。
[0011]进一步地，所述导电物质为金属或导电碳材料。
[0012]其次，本专利技术还提供一种以上所述的直立石墨烯电化学电极检测芯片的制作方法，包括以下步骤：
[0013]提供一基材，并在所述基材上预制一套或多套凹槽；
[0014]在所述基材上生长直立石墨烯材料；
[0015]对生长完直立石墨烯材料的基材进行处理，去掉基材上凹槽以外生长的石墨烯材料，使所述凹槽内生长的直立石墨烯层的上表面不高于所述基材的上表面。
[0016]进一步地，形成所述凹槽的方法包括：机械雕刻、激光蚀刻、辐射轰击或化学反应中的一种或多种。
[0017]进一步地，所述直立石墨烯层的生长方法为化学气相沉积。
[0018]进一步地，对生长完成的直立石墨烯层进行处理的方法包括：激光雕刻、光刻、机械加工、化学刻蚀等方法中的一种或多种。
[0019]采用上述方案，本专利技术提供一种直立石墨烯电化学电极检测芯片及其制作方法，其具有以下有益效果：
[0020](1)通过在基材上预制凹槽，使所形成的直立石墨烯材料生长在凹槽内基底上，制成的直立石墨烯电化学电极检测芯片的直立石墨烯层上表面不高于基材的上表面，以此实现了对直立石墨烯层的保护，解决了现有技术中直立石墨烯电化学电极检测芯片的直立石墨烯层较脆弱，容易造成刮擦损坏的情况，大大提高了直立石墨烯电化学电极检测芯片的稳定性和使用寿命。
[0021](2)设计简单、制作方便，可实现批量生产。
附图说明
[0022]图1为本专利技术的直立石墨烯电化学电极检测芯片在基材上预制凹槽的示意图。
[0023]图2为本专利技术所设计制作的直立石墨烯电化学电极检测芯片在预制凹槽内生长处理完成直立石墨烯层的示意图。
[0024]图3为本专利技术的直立石墨烯电化学电极检测芯片上并排设置多个电化学电极的结构示意图。
具体实施方式
[0025]以下结合附图和具体实施例，对本专利技术进行详细说明。
[0026]如图1
‑
3所示，本专利技术提供一种直立石墨烯电化学电极检测芯片，包括：基材10和生长于所述基材10上的直立石墨烯层20。如图1所示，其中所述基材10上预制有凹槽11，所述直立石墨烯层20生长填充于所述凹槽11内，形成电化学检测电极结构。值得一提的是，所述直立石墨烯层20的高度小于或等于所述凹槽11的深度，即本专利技术的直立石墨烯电化学电极检测芯片中，所述直立石墨烯层20的表面比基材10的表面低或与其相齐平。该设计有效保护了直立石墨烯层20，解决了现有技术中的直立石墨烯层突出于基材表面，直立石墨烯层易受到刮擦等损坏，导致电极稳定性差，难以大规模应用推广的问题。且一定程度上降低了电极的厚度，有利于电极微型化集成的应用。
[0027]其中所述凹槽11的数量可以为一个或多个，相应的，形成的电化学检测电极结构也为一个或多个，如图3的示意图所示，为本专利技术的直立石墨烯电化学电极检测芯片上并排设置多个电化学检测电极结构。每一套所述凹槽11的形状不进行限制，其为根据电化学检测电极电路需求设计而成，图3中多套凹槽具有相同的形状，形成相同的电化学检测电极，而在其他实施例中，多套凹槽还可以根据电极的设计需求具有不同的形状，形成不同的电
化学检测电极。均应属于本专利技术的保护范围。所述凹槽11通过机械雕刻、激光蚀刻、辐射轰击或化学反应中的一种或多种手段形成。
[0028]本实施例中，所述基材10为绝缘薄膜，其可以为PET、PE、PC、薄玻璃片、晶圆硅片、氧化铝陶瓷、氮化硅陶瓷中的一种或多种。
[0029]在一优选实施例中，所述凹槽11和所述直立石墨烯层20的高度为1
‑
50μm。
[0030]其中，本专利技术的直立石墨烯电化学电极检测芯片可以为正面电连接方式也可以为背面电连接方式。
[0031]在一优选实施例中(未图示)，所述基材10上设有过孔，所述过孔内填充有导电金属或导电碳材料等导电物质；所述基材背面设有若干引脚和电路，所述直立石墨烯层20通过所述过孔内的导电物质和所述电路与所述引脚电连接。
[0032]本专利技术还提供一种直立石墨烯电化学电极检测芯片的制作方法，其包括以下步骤：
[0033]S10、提供一基材10，所述基材10为一种绝缘薄膜，其可以为PET、PE、PC薄玻璃片、晶圆硅片、氧化铝陶瓷、氮化硅陶瓷等，其厚度控制在100μm
‑
10mm。在所述基材10上通过机械雕刻、激光蚀刻、辐射轰击或化学反应等预制一套或多套凹槽11，其中每一套所述凹槽11的形状是根据电化学检测电极电路需求设本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种直立石墨烯电化学电极检测芯片，其特征在于，包括：基材和生长于所述基材上的直立石墨烯层，所述基材上预制有一套或多套凹槽，所述直立石墨烯层生长填充于所述凹槽内，形成有一个或多个电化学检测电极结构；所述直立石墨烯层的高度小于或等于所述凹槽的深度，多套凹槽具有相同或不同的形状。2.根据权利要求1所述的直立石墨烯电化学电极检测芯片，其特征在于，每一套所述凹槽的形状为根据电化学测试电极设计需求设计而成。3.根据权利要求2所述的直立石墨烯电化学电极检测芯片，其特征在于，所述直立石墨烯层的高度为1
‑
50μm。4.根据权利要求1所述的直立石墨烯电化学电极检测芯片，其特征在于，所述基材为绝缘薄膜，所述基材为PET、PE、PC、薄玻璃片、晶圆硅片、氧化铝陶瓷、氮化硅陶瓷中的一种或多种。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的直立石墨烯电化学电极检测芯片，其特征在于，所述基材上设有过孔，所述过孔内填充有导电物质；所述基材背面设有若干引脚和电路，所述直立石墨烯层通过所述过孔内的导电物...
【专利技术属性】
技术研发人员：丁显波，钟西舟，赵鑫，宋航，
申请(专利权)人：深圳市溢鑫科技研发有限公司，
类型：发明
国别省市：
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