CN116695230A - 一种高挠度微铲结构金属针尖及电极的制备装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种高挠度微铲结构金属针尖及电极的制备装置及其方法，涉及微电极制造技术技术领域，包括：金属丝夹持装置，一端与所述电源的正极连接，另一端用于夹持待制备金属丝；金属环，套设在所述待制备金属丝上；恒流装置，用于向所述金属环上添加腐蚀液；腐蚀溶液池，与电源的负极连接，且所述待制备金属丝的尖端与所述腐蚀溶液池接通形成腐蚀回路。本发明通过建立待制备金属丝的尖端与腐蚀溶液池之间的腐蚀回路，并基于恒流装置让腐蚀溶液在金属针丝尖端匀速微流动，可以使制备的金属针尖表面光滑，呈现微铲结构，为介观尺度下的实验工具的制备提供参考。

Description

一种高挠度微铲结构金属针尖及电极的制备装置及其方法

技术领域

本发明涉及微电极制造技术领域，特别是涉及一种高挠度微铲结构金属针尖及电极的制备装置及其方法。

背景技术

近年来微纳加工制造、微电极制造等技术备受人们关注。特别是二维材料被发现以来，针对二维材料(如石墨烯等)的各种加工操作(如提起、翻转，移动，弯折等)显得尤其困难。这也为后续的研究(如摩擦磨损，微纳设备的加工制造，力学性能等)带来了很大困扰。例如机械剥离的石墨烯材料，在基底上是很难从位置和形态上进下一步操作的。目前常使用的干、湿转移法，都会进一步引入不可控的缺陷，并且操作具有一定的局限性。为了在微纳结构的加工制造过程中减小缺陷的引入，我们希望能够在基底上实现对微纳材料(诸如石墨烯等)进行原位直接操作，进而研究特定微纳结构的特殊性能。例如，探究石墨烯的裂纹扩展，弯曲变形等。

此外，在不导电的基底上以及不破坏微纳设备结构的前提下，给特定的微纳结构局部导电也是一件极不容易的事情。例如，在SiO2基底上给石墨烯的某一层进行导电，研究石墨烯的层间导电性能等。目前主要依靠AFM设备来实现，成本巨大，且AFM设备的耗材导电针尖极容易损坏。

近年来，国内外许多研究团队利用电化学腐蚀法制备了许多不同形状、材质、针尖曲率半径的金属针尖，但多用于STM实验中，具有超锐、刚度纵向变化、纵宽比小的，曲率变化大的特点。在二维材料的微纳结构加工制备过程中，STM针尖这种超锐结构，就显得很不实用。同样的，我们也不能够只是简单地将针尖曲率半径增大。在微米尺度下，金属针尖通常呈现圆锥型，具有曲率半径较大，各向刚度相同，柄端半径固定等特点。在进行微纳操作时，由于针尖曲率半径较大，存在与样品的接触点不可控制，实际接触点与目标接触点相差太大，容易引入新的缺陷(样品表面破坏、污损等)或者造成操作误差(受力方向改变，局部应力变化引起褶皱等)；由于针尖的各向刚度相同，导致接触点鲁棒性差，正压力变化快，不容易控制，且容易损坏样品；同时，针尖安装在纳米机械手上，针尖柄端半径固定，纳米机械手不能很好地固定，在操作过程中，会引入不可控的力学变化，这会对研究对象的力学性能研究结果造成误差。

另一方面，通常情况下，针尖也不与样品直接接触，而是用柔性材料包裹后，再与样品接触。为了增大针尖与柔性材料的接触面积，实现柔性材料与二维材料的平面有效接触，这就要求针尖不能是球形，最好能是一个平面，且接触面具有非常好的鲁棒性。理想的针尖在操作二维材料时，接触点最好是一个面，且需要有一定的挠度，以实现正压力的缓慢变化。此外，还要求接触点在平面内稳定，具有近似梁或板的结构的性质。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种高挠度微铲结构金属针尖及电极的制备装置及其方法。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种高挠度微铲结构金属针尖及电极的制备装置，包括：

金属丝夹持装置，一端与所述电源的正极连接，另一端用于夹持待制备金属丝；

金属环，套设在所述待制备金属丝上；

恒流装置，用于向所述金属环上添加腐蚀液；

腐蚀溶液池，与电源的负极连接，且所述待制备金属丝的尖端与所述腐蚀溶液池接通形成腐蚀回路。

优选地，还包括：

冷却液池，包覆在腐蚀溶液池外侧；

恒温控制***，设置在所述冷却液池和所述腐蚀溶液池底部。

优选地，所述金属丝夹持装置，包括：

锡箔纸夹持装置，通过支架固定螺栓与铁架台连接；

锡箔纸，与所述锡箔纸夹持装置连接，用于夹持待制备金属丝。

优选地，所述恒流装置，包括：

注射器，通过注射器固定支架与所述铁架台连接；

引流管，与所述注射器连通，用于向所述金属环上添加腐蚀液。

本发明还提供了一种高挠度微铲结构金属针尖及电极的制备方法，包括：

向腐蚀溶液池和恒流装置中添加氧化钠溶液；

将金属环固定在腐蚀溶液池壁上，使所述金属环平面与氧化钠溶液液面平行；

使用锡箔纸夹持待制备金属丝的一端，并将待制备金属丝的另一端垂直***所述金属环中央；

使用恒流装置向所述金属环上滴入氢氧化钠溶液，让液滴挂在所述金属环上；

打开电源开关，不断刻蚀所述待制备金属丝，直到待制备金属丝的形貌满足要求得到高挠度微铲结构金属针尖及电极。

优选地，在刻蚀之前，向恒流装置中加入冷却介质，并将冷却介质的温度保持为30℃。

优选地，在进行刻蚀时，电源输出的电流为20～40mA。

本发明还提供了一种高挠度微铲结构金属针尖及电极，由上述的一种高挠度微铲结构金属针尖及电极的制备方法刻蚀完成。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明提供了一种高挠度微铲结构金属针尖及电极的制备装置及其方法，包括：金属丝夹持装置，一端与所述电源的正极连接，另一端用于夹持待制备金属丝；金属环，套设在所述待制备金属丝上；恒流装置，用于向所述金属环上添加腐蚀液；腐蚀溶液池，与电源的负极连接，且所述待制备金属丝的尖端与所述腐蚀溶液池接通形成腐蚀回路。本发明通过建立待制备金属丝的尖端与腐蚀溶液池之间的腐蚀回路，并基于恒流装置让腐蚀溶液在金属针丝尖端匀速微流动，可以使制备的金属针尖表面光滑，呈现微铲结构，为介观尺度下的实验工具的制备提供参考。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种高挠度微铲结构金属针尖及电极的制备装置结构示意图；

图2为本发明提供的高挠度微铲结构钨针尖及电极正面500倍率图像；

图3为本发明提供的高挠度微铲结构钨针尖及电极侧面200倍率图像。

符号说明：

1铁架台，2冷却介质，3金属环，4待制备金属丝，5引流管，6支架固定螺栓，7金属丝夹持装置，8锡箔纸，9开关，10电源，11电压细调旋钮，12电压粗调旋钮，13导线，14注射器，15注射器中的强碱溶液，16注射器固定支架，17引流管固定支架，18强碱液滴，19冷却液池，20腐蚀溶液池，21恒温控制***，22强碱刻蚀液。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

本申请的说明书和权利要求书及所述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤、过程、方法等没有限定于已列出的步骤，而是可选地还包括没有列出的步骤，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤元。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

请参阅图1，一种高挠度微铲结构金属针尖及电极的制备装置，包括：金属丝夹持装置7、金属环3、恒流装置、腐蚀溶液池20、冷却液池19和恒温控制***21。

金属丝夹持装置7，一端与所述电源10的正极连接，另一端用于夹持待制备金属丝4；金属环3，套设在所述待制备金属丝4上；恒流装置，用于向所述金属环3上添加腐蚀液；腐蚀溶液池20，与电源10的负极连接，且所述待制备金属丝4的尖端与所述腐蚀溶液池20接通形成腐蚀回路。冷却液池19，包覆在腐蚀溶液池20外侧；恒温控制***21，设置在所述冷却液池19和所述腐蚀溶液池20底部。

其中，腐蚀溶液池20为包括玻璃、有机玻璃等在内的其它不与强碱反应，或微弱反应的其它容器。腐蚀溶液池20用于存放强碱刻蚀液，且强碱刻蚀液包括但不限于的浓度范围为2.5～7mol/L的氢氧化钠。恒温控制***21的冷却液介质为包括水在内的其它储能介质材料，以及其它使电化学反应温度保持在30°(±5°)的其它辅助装置及材料。

进一步的，参加电化学反应的正负电极装置位置均在强碱刻蚀液液面以上，正极靠近负极，正负极通过强碱液滴实现连接，且参加电化学反应的电极装置的正极小部分***强碱刻蚀液液面，负极腐蚀电解丝圈直接***强碱刻蚀液。其中，负极腐蚀电解丝圈通过制备成包括圆形在内的其它几何形状，靠近并上提强碱刻蚀液液面，正极***上提后的强碱刻蚀液液面。

进一步的，本发明中的金属丝夹持装置7，包括：锡箔纸夹持装置和锡箔纸8。

锡箔纸夹持装置，通过支架固定螺栓6与铁架台1连接；锡箔纸8，与所述锡箔纸夹持装置连接，用于夹持待制备金属丝4。

恒流装置包括使用不同规格注射器在内的其它变容装置定量吸取\滴入强碱刻蚀液或改变强碱刻蚀液液面的位置的其它方法及装置。

在本发明实施例中，恒流装置，包括：注射器14和引流管5。

注射器14，通过注射器固定支架16与所述铁架台1连接；引流管5，与所述注射器14连通，用于向所述金属环3上添加腐蚀液。

需要说明的是，本发明的电源10为可调控直流稳压电源10，可调控直流稳压电源10采用迈胜MS3010D：0～30V/0～10A直流稳压电源10，在CV模式下，电压范围1～10V，经过实验探索，电压在4.04V时，刻蚀效果最佳，且本发明中的金属丝优选为半圆柱钨丝、金属环优选为高纯钨丝环。

所述的腐蚀溶液池、恒流装置、恒温控制***21是一个整体，其的目的是将强碱腐蚀溶液温度始终维持在30°的腐蚀温度下，以提高腐蚀效率，同时减少由于电化学反应产生的结晶。本发明中的恒流控制装置由引流夹持装置、引流管5和注射器组成，引流管5将腐蚀溶液导出，通过恒力推动注射器使得腐蚀溶液的流过负极腐蚀电解丝圈，保持恒定溶液流动速率，将腐蚀产生的气泡导出，减少对针尖的影响，提高金属针尖的质量。金属丝，将其对半剖开，可获得一个粗糙的平面或多个相交平面，整体形状呈现半圆柱状或其他类似半圆柱状。

所述金属针尖的金属丝柄端用铜丝或其他金属丝缠绕并焊接，以改变金属丝柄端半径，以达到与纳米机械手稳定连接的其他制备方法。

本发明需要在待制备金属丝柄端1～2cm处用锡箔纸将包紧5～6层，保证锡箔纸与金属丝接触并导通，锡箔纸包裹层有足够的刚度。用鳄鱼夹将锡箔纸夹紧，并固定在铁架台上。

本发明还提供了一种高挠度微铲结构金属针尖及电极的制备方法，包括：

步骤1：向腐蚀溶液池和恒流装置中添加氧化钠溶液；

步骤2：将金属环固定在腐蚀溶液池壁上，使所述金属环平面与氧化钠溶液液面平行；

步骤3：使用锡箔纸夹持待制备金属丝的一端，并将待制备金属丝的另一端垂直***所述金属环中央；

步骤4：使用恒流装置向所述金属环上滴入氢氧化钠溶液，让液滴挂在所述金属环上；在刻蚀之前，向恒流装置中加入冷却介质，并将冷却介质的温度保持为30℃。

在实际应用中，本发明在进行刻蚀之前，还需要进行以下准备工作：

1)取一段金属丝，将其沿中轴线剖开，使金属丝呈半圆柱状，并剪切为3～4cm的小段。

2)根据机械手连接器的需要，选用φ0.1～0.5mm的金属丝紧密缠绕柄端，并用锡焊焊接成圆柱形。

3)用锡箔纸折叠包裹住金属针尖焊接后的柄端。

4)配置适量5mol/L的氢氧化钠溶液备用。

5)取80mL配置好的氧化钠溶液，置于腐蚀溶液池中。

6)连接引流管和注射器，并通过引流管在注射器中吸入3mol氧化钠溶液备用。

7)在恒温控制***的中注入100ml清水，作为冷却介质，并接通电源，调节温度至30℃。

8)安装并调整负极腐蚀电解丝圈的位置，负极腐蚀电解丝圈安装腐蚀溶液池壁上，圆圈平面与强碱刻蚀液液面平行，且相距1～2cm。

9)用固定在铁架台上的鳄鱼钳，夹住折叠后的锡箔纸。使未包裹的金属针尖端垂直***负极腐蚀电解丝圈中央。

10)调节针尖夹持装置，使针尖***负极腐蚀电解丝圈内，深入1～5mm。

11)将恒流控制装置固定在腐蚀溶液池壁上，引流管在负极腐蚀电解丝圈斜上方，预计推出的氢氧化钠溶液刚好可以挂在负极腐蚀电解丝圈内而不至于低落，但引流管又不与负极腐蚀电解丝圈接触。

12)按照电气规则连接导线，红色接电源正极，连接锡箔纸夹持装置接线柱；黑色接电源负极，连接负极腐蚀电解丝圈夹持装置接线柱。

13)在负极腐蚀电解丝圈上滴入氢氧化钠强碱溶液，让液滴挂在负极腐蚀电解丝圈上，并保持与针尖接通。

14)检查电路，排除短路/断路故障，将可调控直流稳压电源调至CV模式，电源电压粗、细旋钮均调制最小。

步骤5：打开电源开关(在进行刻蚀时，电源输出的电流为20～40mA)，不断刻蚀所述待制备金属丝，直到待制备金属丝的形貌满足要求得到高挠度微铲结构金属针尖及电极。

进一步的，本发明中的步骤5包括：

15)打开可调控直流稳压电源开关，调整电压至4.04V。

16)观察电流显示屏幕，合理的电流范围在20～40mA，根据反应速率需要合理调整电压值。

17)观察液滴，由透明迅速变为由小气泡均匀填充的乳白色，随着电解反应时间的推进，气泡逐渐变大，且变得不均匀，液滴逐渐变小。

18)气泡开始变大时，慢慢推动注射器，新的强碱刻蚀液，流入液滴中，气泡重新变小，且重新变得均匀。

19)如此反复多次，当针尖尖端脱落时，立刻切断电源，取下针尖/电极，用清水沿轴向轻轻冲洗。

20)在光学显微镜下观察，针尖/电极形貌，判断是否符合制备要求。若不符合要求，重复上述步骤。

本发明制备的金属针尖及电极整体呈现为铲结构特点，尖端具有板或梁的力学特性。具有细铜丝缠绕并焊接的柄端，铲杆为半圆柱型，铲端扁平，尖端高度方向曲率变化大，平面方向曲率变化较为缓慢，形成一个类似铲的结构特点。整体长度为3～4cm，柄端长度为0.5～1cm，针尖横切面横向宽度为5～20微米，高度为0.1～0.5微米，且微铲结构金属针尖及电极包括钨在内的镍、铁、铬等金属针尖及电极。微铲结构金属针尖及电极尖端形状扁平，但不局限于扁平，也包括但不局限于椭圆、矩形、梯形，圆形，球型、锯齿形、波浪形等其他几何形状。所述微铲结构金属针尖及电极包括但不局限于铲型结构，也包括其它类似铲形或叉形结构。所述微铲结构金属针尖及电极包涵但不仅限于一个或多个平面(凹面或凸面)，也不仅限于平面通过中轴线的一个或多个平面(凹面或凸面)。本发明中的微铲结构金属针尖及电极操作对象包括石墨烯在内的其它二维材料。

本发明以制备高挠度微铲结构钨金属针尖及电极为例，对本发明的制备方法做进一步的说明：

实验器材准备：铁架台、5mol/L的氢氧化钠溶液100mL、φ0.1～0.5mm的细铜20cm、φ2.5mm钨丝一卷、恒温电烙铁一只、焊丝20cm、100mL烧杯一只、镊子一把、7x7cm2锡箔纸1张、斜口钳一把、恒温控制***、5mol注射器(不带针头)一支、φ8mm引流管10cm、鳄嘴夹若干。

铲结构钨金属针尖及电极粗制：根据需要，用斜口钳切取一段φ0.5mm钨丝。将其沿中轴线剖开，使钨丝呈半圆柱状，并剪切为3～4cm的小段。根据机械手连接器的需要，选用φ0.1～0.5mm的细铜丝紧密缠绕柄端(图1中，半圆柱钨丝4的上端，已经被锡箔纸8包裹住。)，并用焊丝焊接成圆柱形。用锡箔纸折叠包裹住金属针尖焊接后的柄端，形成图1中锡箔纸8和半圆柱钨丝4的结构。

负电极高纯钨丝环3的制备：取一根直径0.01mm，长70mm的高纯钨丝，将高纯钨丝一端固定在可调控直流稳压电源外接导线的鳄鱼夹上，另一端环绕成直径2.5mm的圈。固定在腐蚀溶液池20的上方。

取80mL配置好的氧化钠溶液(强碱溶液22)，置于腐蚀溶液池20中。连接引流管5和注射器14，并通过引流管5在注射器14中吸入3mol氧化钠溶液备用。在恒温控制***冷却液池19中注入100ml清水，作为冷却介质2，并接通电源，调节温度至30℃。

安装并调整负极高纯钨丝环3的位置，负极高纯钨丝环3安装在腐蚀溶液池20壁上，圆圈平面与强碱刻蚀液22液面平行，且相距1～2cm。调节针尖夹持装置(锡箔纸夹持装置7、锡箔纸8)，使针尖***高纯钨丝环3内，深入1～5mm。将引流管5固定在腐蚀溶液池20壁上，引流管5在负极高纯钨丝环3的斜上方，预计推出的注射器中的强碱溶液15氢氧化钠溶液刚好可以挂在负极高纯钨丝环3内而不至于低落，但引流管5又不与负极高纯钨丝环3接触。在高纯钨丝环3上滴入氢氧化钠强碱溶液18，让液滴挂在高纯钨丝环3上，并保持与半圆柱钨丝4尖端接通。

在本发明的所述腐蚀回路中，可调控直流稳压电源10采用迈胜MS3010D型：0～30V/0～10A直流稳压电源。打开电源开关9之前，将电压粗调旋钮12、电压细调旋钮11均逆时针调至最小。此时，可调控直流稳压电源10处于CV模式下。按照电气规则如图所示连接导线13，检查电路连接正确以后，按下电源开关9。顺时针微调电压粗调旋钮12，直至可调控直流稳压电源10显示电压值为3.5V左右，顺时针微调电压细调旋钮11直至电压显示为4.04V，此时电流值显示为0～150mA之间，最佳电流为20mA左右，若是电压值偏大或偏小，可根据需要微调电压值。

观察强碱液滴18，由透明迅速变为由小气泡均匀填充的乳白色，随着电解反应时间的推进，气泡逐渐变大，且变得不均匀，强碱液滴18逐渐变小。气泡开始变大时，慢慢推动注射器14，注射器中的强碱溶液15通过引流管5流入强碱液滴18中，强碱液滴18变大，甚至滴落，形成新的液滴，气泡重新变小，且重新变得均匀。如此反复多次，直至半圆柱钨丝4针尖尖端脱落时，立刻切断电源，取下针尖/电极，用清水沿轴向轻轻冲洗。

可调控直流稳压电源10输出1～10V的恒定电压，并能在实验过程中实时显示腐蚀回路中的电流值，电流大小与高纯钨丝环3中强碱液滴18产生的气泡量正相关。刻蚀初期，刻蚀速度快，电流值变化大，电流值从120mA左右快速降低。随着刻蚀时间的推进，电流值逐渐稳定在20mA左右。当快要结束时，电流值为1mA，此时可以通过电压粗调旋钮12和电压细调旋钮11调小电压值至1V。此时，电流值进一步减小，甚至显示值为0mA，但是半圆柱钨丝4针尖并没有脱落，反应也在继续进行。直到观察到半圆柱钨丝4针尖脱落，立即关闭开关9，切断电源。

取下针尖/电极(锡箔纸8，半圆柱钨丝4)，用清水沿轴向轻轻冲洗半圆柱钨丝4尖端。在光学显微镜下观察，针尖/电极形貌，判断是否符合制备要求。若不符合要求，重新刻蚀。

如图2、图3所示，为制备完成的钨针尖/电极的正面和侧面。可以明显观察到，针尖/电极尖端扁平，整体呈微铲结构，相比于圆柱形针尖而言，具有更高的挠度。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明通过建立待制备金属丝的尖端与腐蚀溶液池之间的腐蚀回路，并基于恒流装置让腐蚀溶液在金属针丝尖端匀速微流动，可以使制备的金属针尖表面光滑，呈现微铲结构，为介观尺度下的实验工具的制备提供参考。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的方法而言，由于其与实施例公开的装置相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见装置部分说明即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种高挠度微铲结构金属针尖及电极的制备装置，其特征在于，包括：

金属丝夹持装置，一端与所述电源的正极连接，另一端用于夹持待制备金属丝；

金属环，套设在所述待制备金属丝上；

恒流装置，用于向所述金属环上添加腐蚀液；

腐蚀溶液池，与电源的负极连接，且所述待制备金属丝的尖端与所述腐蚀溶液池接通形成腐蚀回路。

2.根据权利要求1所述的一种高挠度微铲结构金属针尖及电极的制备装置，其特征在于，还包括：

冷却液池，包覆在腐蚀溶液池外侧；

恒温控制***，设置在所述冷却液池和所述腐蚀溶液池底部。

3.根据权利要求2所述的一种高挠度微铲结构金属针尖及电极的制备装置，其特征在于，所述金属丝夹持装置，包括：

锡箔纸夹持装置，通过支架固定螺栓与铁架台连接；

锡箔纸，与所述锡箔纸夹持装置连接，用于夹持待制备金属丝。

4.根据权利要求3所述的一种高挠度微铲结构金属针尖及电极的制备装置，其特征在于，所述恒流装置，包括：

注射器，通过注射器固定支架与所述铁架台连接；

引流管，与所述注射器连通，用于向所述金属环上添加腐蚀液。

5.一种高挠度微铲结构金属针尖及电极的制备方法，其特征在于，包括：

向腐蚀溶液池和恒流装置中添加氧化钠溶液；

将金属环固定在腐蚀溶液池壁上，使所述金属环平面与氧化钠溶液液面平行；

使用锡箔纸夹持待制备金属丝的一端，并将待制备金属丝的另一端垂直***所述金属环中央；

使用恒流装置向所述金属环上滴入氢氧化钠溶液，让液滴挂在所述金属环上；

打开电源开关，不断刻蚀所述待制备金属丝，直到待制备金属丝的形貌满足要求得到高挠度微铲结构金属针尖及电极。

6.根据权利要求5所述的一种高挠度微铲结构金属针尖及电极的制备方法，其特征在于，在刻蚀之前，向恒流装置中加入冷却介质，并将冷却介质的温度保持为30℃。

7.根据权利要求6所述的一种高挠度微铲结构金属针尖及电极的制备方法，其特征在于，在进行刻蚀时，电源输出的电流为20～40mA。

8.一种高挠度微铲结构金属针尖及电极，其特征在于，由权利要求5-7中任意一项所述一种高挠度微铲结构金属针尖及电极的制备方法刻蚀完成。