用于感测pH的多层电极的制作方法

技术特征：
1.用于感测ph的多层电极，所述电极包括：在基底上的感测层，所述感测层包括至少一种质子敏感性金属氧化物，其中所述多层电极的ph依赖性电位能通过与所述感测层的导电连接来测量；质子可渗透层，其覆盖所述感测层的至少一部分，所述质子可渗透层包括至少一种电绝缘的质子传导性金属氧化物；和在所述质子可渗透层上的碳质层，所述碳质层包含无定形碳。2.根据权利要求1所述的多层电极，其中所述碳质层是覆盖所述质子可渗透层的至少一部分的连续覆盖层。3.根据权利要求1或权利要求2所述的多层电极，其中所述碳质层具有小于500nm的厚度。4.根据权利要求1至3中任一项所述的多层电极，其中所述无定形碳包括类金刚石碳。5.根据权利要求1至5中任一项所述的多层电极，其中所述无定形碳包括总碳的至少10％的sp
3-杂化碳。6.根据权利要求1至5中任一项所述的多层电极，其中所述碳质层通过等离子体增强化学气相沉积形成。7.根据权利要求1至6中任一项所述的多层电极，其中所述质子传导性金属氧化物选自五氧化二钽、钇稳定化的氧化锆、钇掺杂的铈酸钡、钡铈钇锆酸盐和氧化钆掺杂的氧化铈。8.根据权利要求1至7中任一项所述的多层电极，其中所述质子敏感性金属氧化物选自氧化钌(ruo2)、氧化铂(pto2)、氧化铱(iro2)、氧化锇(oso2)、氧化锡(sno2)、氧化钛(tio2)、氧化锑(sb2o3)、氧化铑(rho2)和氧化钯(pdo)。9.根据权利要求1至8中任一项所述的多层电极，其中所述基底包括导电材料，使得所述导电连接穿过所述基底或沿着所述基底通过。10.根据权利要求9所述的多层电极，其中所述导电材料包括半导体。11.根据权利要求1至10中任一项所述的多层电极，其中所述基底包括具有第一侧、第二侧以及在300μm和3mm之间的厚度的半导体晶片，其中所述感测层设置在所述第一侧上并且所述多层电极的ph依赖性电位能通过所述第二侧测量。12.根据权利要求1至11中任一项所述的多层电极，其中所述感测层具有在200nm和1000nm之间的厚度。13.根据权利要求1至12中任一项所述的多层电极，其中所述质子可渗透层具有在10nm和100nm之间的厚度。14.根据权利要求1至13中任一项所述的多层电极，其中所述感测层和所述质子可渗透层通过溅射形成。15.根据权利要求1至14中任一项所述的多层电极，其中所述质子敏感性金属氧化物包括氧化钌。16.根据权利要求1至15中任一项所述的多层电极，其中所述质子传导性金属氧化物包括五氧化二钽或钇稳定化的氧化锆。17.ph传感器，包括根据权利要求1至16中任一项所述的多层电极、参比电极、和用于测量所述多层电极的ph依赖性电位与所述参比电极的参比电位之间的差的装置。18.测量ph的方法，所述方法包括：
使根据权利要求1至16中任一项所述的多层电极和参比电极与分析物接触；和测量所述多层电极的ph依赖性电位与所述参比电极的参比电位之间的差。19.根据权利要求18所述的方法，其中所述分析物包括磨蚀性颗粒状材料和/或具有低于4的ph。20.根据权利要求18或权利要求19所述的方法，其中所述分析物是来自矿物浸出过程的浸出液或浸出浆或者酸性矿山排水流。21.制造用于感测ph的多层电极的方法，所述方法包括：在基底上形成感测层，所述感测层包括至少一种质子敏感性金属氧化物；形成覆盖质子敏感性层的至少一部分的质子可渗透层，所述质子可渗透层包括至少一种电绝缘的质子传导性金属氧化物；在所述质子可渗透层上形成碳质层，所述碳质层包括无定形碳；和提供与所述感测层的导电连接，以用于测量所述多层电极的ph依赖性电位。22.根据权利要求21所述的方法，其中形成碳质层包括通过等离子体增强化学气相沉积在所述质子可渗透层上沉积无定形碳。23.根据权利要求21或权利要求22所述的方法，其中形成感测层包括通过溅射将所述质子敏感性金属氧化物沉积在所述基底上。24.根据权利要求21至23中任一项所述的方法，其中形成质子可渗透层包括通过溅射将所述质子传导性金属氧化物沉积在所述感测层上。25.根据权利要求21至24中任一项所述的方法，其中所述基底包括导电材料，使得所述导电连接穿过所述基底或沿着所述基底通过。26.根据权利要求21至25中任一项所述的方法，其中所述基底包括具有第一侧、第二侧以及在300μm和3mm之间的厚度的半导体晶片，其中所述感测层形成于所述第一侧上。27.根据权利要求21至26中任一项所述的方法，其中所述质子传导性金属氧化物选自五氧化二钽、五氧化二钽、钇稳定化的氧化锆、钇掺杂的铈酸钡、钡铈钇锆酸盐和氧化钆掺杂的氧化铈。28.根据权利要求21至27中任一项所述的方法，其中所述质子敏感性金属氧化物选自氧化钌(ruo2)、氧化铂(pto2)、氧化铱(iro2)、氧化锇(oso2)、氧化锡(sno2)、氧化钛(tio2)、氧化锑(sb2o3)、氧化铑(rho2)和氧化钯(pdo)。

技术总结
本发明提供用于感测pH的多层电极，所述电极包括：在基底上的感测层，所述感测层包括至少一种质子敏感性金属氧化物，其中所述多层电极的pH依赖性电位可通过与所述感测层的导电连接来测量；质子可渗透层，其覆盖所述感测层的至少一部分，所述质子可渗透层包括至少一种电绝缘的质子传导性金属氧化物；和在所述质子可渗透层上的碳质层，所述碳质层包括无定形碳。碳。碳。


技术研发人员：M.K.韦普塞莱宁 A.E.本戴维
受保护的技术使用者：联邦科学及工业研究组织
技术研发日：2020.11.06
技术公布日：2022/6/21