在低溫熔鹽 LiTFSI-CsTFSI 中電沈積鉬

在微繫統製作工藝中十分需要加工具有較高深寬比的器件。德國科學傢將X射線衕步輻射掩膜刻蝕和電化學鑄模結閤在一起，於20世紀80年代末髮明瞭LIGA (lithografie galvanoformung abformung)技術。經過不斷完善，該技術可以製作鎳、銅、金、銀、鐵鎳閤金等金屬微構件。如果將難熔金屬，例如鉬、鎢、鉭等應用到LIGA工藝中製備金屬微構件，憑藉難熔金屬所具備的高強度、高硬度和優異的耐蝕性將使微構件的性能更加優異。對於LIGA工藝來説，250 ℃是操作的極限溫度，適宜的操作溫度是200 ℃以下。已有很多學者對熔鹽電沈積法製備難熔金屬進行過研究報道，但操作溫度大都在250 ℃以上，因此需要開髮一種低溫熔鹽電沈積技術來滿足LIGA工藝中對溫度的限製。近10年來，室溫熔鹽(或稱作離子液體)逐漸穫得研究者的重視。室溫熔鹽具有寬廣的液相線範圍、低粘度、不可燃、非常低的蒸氣壓和較寬的電化學窗口等優點。迄今爲止，採用室溫熔鹽電沈積技術製備難熔金屬的研究還較少，所得結果也存在一些爭議。二(三氟甲基磺痠醯)亞胺鹼金屬鹽MN(SO2CF3)2(簡記爲MTFSI，M=Li、Na、K、Rb、Cs)是一種電導率較高的離子液體，非常適閤作爲電解質。 LiTFSI-CsTFSI二元共晶體繫的電導率爲18.4 mS/cm (150 ℃)。LiTFSI-CsTFSI二元體繫的相圖見圖1。本研究利用電沈積法在150~200 ℃的溫度範圍內，以 LiTFSI-CsTFSI共晶體繫熔鹽作支撐電解質來製備金屬鉬。