电极的制作方法详解

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电极指电子或电气装置、设备中的一种部件，用做导电介质（固体、气体、真空或电解质溶液）中输入或导出电流的两个端。

样品在进行电输运测量前，首先要制作电极，而电极的制作方法和制作质量的不同、会导致接触电阻差异非常大！所以，要格外注意。

电极的制作方法有：导电银胶法、压铟法、镀膜法、点焊法等。下面，我们逐一介绍。

1．导电银胶法；2．压铟法；3．镀膜法；4．点焊法。

导电银胶法:

导电银胶是固化后或干燥后，可以导电的一种粘结剂。其主要由导电的金属银颗粒和环氧树脂组成。

市场上有很多品牌和型号的银胶，其银粉颗粒大小不同，与环氧胶的比例不同，因而性能差异很大。我们试用过几个品牌的银胶，发现美国杜邦5007E可以用于低温下输运测量。接触电阻最好时，可以达到几个欧姆。

使用方法：将铂丝（直径约20um）的尖端粘一些银胶，而后放置在样品所需之处，大约15min，银胶干燥了就可以了。

优缺点：操作简单，不破坏样品；但是，接触电阻往往随温度变化而变化。

压铟法：

银胶法虽然简单，但是当样品表面有一层氧化膜时，此方法就无法使用了。此时就要用“压铟法”来解决。

压铟法是将一小段铟丝，用硬物反复地压、擦于样品需要制作电极的地方，一直到样品局部表面层破裂，金属钢渗入到破裂的缝隙中为止。

然后，将铂丝放置在该处，之后有两种方法处理：一种方法是继续压铟在铂丝上面，通过铟的形变来保持铂丝和钢牢牢地接触；另一种方法是用电烙铁微微加热，使铂丝和锢熔合在一起。

压铟法的优点是简单、容易；缺点是失误率较高，且破坏样品，对于较小、较薄的样品，很难操作。

镀膜法

现在有很多种镀金属薄膜的方法，如热蒸发、磁控溅射、电子束蒸发等。在样品上覆盖掩模板,就可以在特定的区域镀上一层金属膜作为样品的电极。

镀膜法的好处是，它可以在真空中完成，因此，样品不会被空气氧化；另外，通过选取合适的金属，可以制作出接触电阻很小的电极；再有，通过精加工的掩模板，可以使电极的形状非常规则。尤其在测量霍尔电压时，这会非常重要。这是因为横向霍尔电压电极的位置是否在等电位上，对减少纵向电阻分量影响至关重要。

镀膜法虽然对工艺要求高一点，但是优点太多，因此越来越多的实验组采用这个方法了。

点焊法

例如，超声金属点焊机，其原理是把超声波的振动转换成电极与样品表面的摩擦运动；在摩擦过程中，样品上金属的氧化层会破坏掉，并且产生热量使金属变软，分子更活跃；同时对其施加压力，使电极端面与金属面互相浸入而形成分子间的熔合。

制作时，首先要在样品上需要制作电极的地方镀一小块金属膜（一般是金膜），然后将金线一端点焊在金膜上面，金线的另一端，连接在外部测量点上。

该方法的优点是：接触电阻可以很小，电极点也可以很小（20um），因此可以适用于很小的样品；金属线和金属膜可以选用同种金属，以彻底消除接触电势、热电势和热胀冷缩等的隐患。缺点是：制作相对麻烦，接触点不及银胶法牢靠，对制作工艺要求稍高些。

总之，制作电极有很多种方法，不同的方法效果也不同。当我们准备测试一个新的样品时，要试验几种电极制作方法，并比较它们的结果，如接触电阻、接触势垒大小、冷热循环后电极变化情况等，最后选择一种最好的方法来制作电极。

在电输运的实验研究中，电极制作是基础的基础，务必要精心准备！否则，我们的实验数据要么有规律无法发现；要么就是系统误差导致的假象规律，要么就是噪声很大而无法使用的数据！