制备工艺对多孔阳极氧化铝模板的影响

以草酸溶液为电解液,采用二次氧化法制备了AAO模板,利用自制的实验装置,制备出了高度有序的多孔AAO模板,利用扫描电子显微镜（SEM）对其形貌进行了表征。分析了阴阳极间距、制备电压以及草酸溶液浓度对制备AAO模板的影响。经对比讨论,得到了制备AAO模板的优化条件为电压40V,草酸浓度0．5mol／L,阴阳极间距3～5cm。制备的AAO模板的纳米孔径约为100nm,纳米孔径排列规则、笔直且互相平行。分析了多孔AAO模板的形成机理。     

多孔阳极氧化铝模板的制备

以多孔阳极氧化铝膜为模板制备纳米结构材料具有独特的优越性,得到了广泛的关注。介绍了多孔阳极氧化铝膜的形成机理、结构类型和在草酸溶液中制备多孔氧化铝模板的工艺。在本实验中,使用高纯铝片(99.99%)和0.3 mol/L浓度的草酸,利用电化学二次阳极氧化法制备出多孔阳极氧化铝模板,用SEM对其形貌进行了观测,得到的模板孔径在50～70 nm,孔间距约为100 nm。     

多孔氧化铝模板制备ZnS∶Mn纳米晶及其形成机制

采用二次阳极氧化法制备了多孔氧化铝(AAO)模板。利用此AAO模板,采用电化学沉积的方法制备了ZnS∶Mn纳米晶。对AAO模板进行了扫描电子显微镜(SEM)测试。结果显示,AAO模板孔洞分布均匀,孔径基本一致。对ZnS∶Mn纳米晶进行了SEM测试和荧光光谱(PL)测试,SEM测试结果表明,在AAO模板上沉积了一层ZnS∶Mn纳米晶,PL谱结果显示Mn离子成功地掺杂进ZnS。从电负性角度讨论了ZnS∶Mn纳米晶的形成机制。     

多孔氧化铝模板制备ZnS:Mn纳米晶及其形成机制

采用二次阳极氧化法制备了多孔氧化铝(AAO)模板.利用此AAO模板,采用电化学沉积的方法制备了ZnS:Mn纳米晶.对AAO模板进行了扫描电子显微镜(SEM)测试.结果显示,AAO模板孔洞分布均匀,孔径基本一致.对ZnS:Mn纳米晶进行了SEM测试和荧光光谱(PL)测试,SEM测试结果表明,在AAO模板上沉积了一层ZnS:Mn纳米晶,PL谱结果显示Mn离子成功地掺杂进ZnS.从电负性角度讨论了ZnS:Mn纳米晶的形成机制.     

Ni/AAO纳米复合薄膜的制备及其光学性能

采用交流电化学沉积方法,以经过阶梯降压处理的多孔氧化铝(AAO)为模板,制备出Ni/AAO纳米复合薄膜。研究了薄膜的结构及光学性能。结果表明:Ni/AAO纳米复合薄膜中Ni呈线状均匀分布在AAO纳米孔隙中,直径与AAO孔径一致,约80nm,并沿[111]方向择优生长,具有面心立方结构。光谱分析表明,该复合薄膜的光学带隙为3.18eV,较AAO模板(3.38eV)自身红移;光致发光峰位于465nm,与AAO模板相同,发光强度较模板自身减弱。     

AAO模板的湿法刻蚀研究

利用二次阳极氧化法制备多孔氧化铝(AAO)模板,然后用NaOH、磷铬酸和不同质量分数的H3PO4等溶液,对AAO模板进行湿法刻蚀.研究了刻蚀时间与AAO模板质量减少之间的变化关系.结果表明,质量分数为3%的H3PO4溶液是最为温和的刻蚀荆,它在刻蚀过程中AAO模板的质量减少跟刻蚀时间呈较好的线性关系.SEM测试表明,刻蚀后的AAO模板表面存在大量的氧化铝纳米线,它们是在刻蚀的过程中产生的,并影响着刻蚀速率.通过调节刻蚀时间,可实现对AAO模板的精确可控刻蚀,这对制备纳米器件具有重要意义.     

基于阳极氧化铝模板的金属纳米孔阵列膜制备

以0.3 mol/L草酸为电解液,在40 V直流电压、0～5℃下采用二步阳极氧化法制备了纳米多孔阳极氧化铝模板。用射频磁控溅射法在阳极氧化铝模板表面制备了金属铝膜。SEM分析结果表明:金属膜复制了阳极氧化铝模板形貌,具有纳米孔有序阵列结构;金属膜的孔径受控于溅射功率和时间,功率30 W下沉积10 min约为68 nm,32 W下10 min约为58 nm,32 W下15 min约为25 nm。     

直流电沉积制备一维ZnSe半导体纳米材料

用二次阳极氧化法制备了多孔阳极氧化铝(AAO)模板。以AAO为模板,在ZnSO4、Na2SO4和H2SeO3的混合水溶液中进行直流电沉积了ZnSe半导体纳米线。SPM、TEM测试表明,模板表面形成模孔大小一致、排列规则的阵列。ZnSe纳米线的直径约为60nm,长度约为0.5μm并与模板的孔径和深度一致。在制备过程中,无需去除AAO的基底,喷金或预镀金属等处理,直接在AAO纳米孔内电沉积,制备纳米线。该方法简单、有效并且容易获得有序的半导体纳米线阵列。     

硅基铂钛夹层AAO多孔模版制备半导体量子线

制备一种新型硅基铂钛夹层AAO模版,并用这种模版制备量子线阵列.在硅基上依次用电子束蒸镀铂膜、钛膜和铝层,把在草酸溶液中阳极氧化制备AAO模版的方法,移植到制备这种模版中.再用这种模版直流电沉积制备了Znse半导体量子线阵列.SPM表征出相当好的结果,模版孔径和量子线大小一致,且分布均匀.这种模版底层的铂膜提供了量子线的一个电极,基底硅为纳米器件集成提供了平台.     

钛基多孔氧化锡纳米结构的制备

研究了采用电沉积和阳极氧化方法在钛基上制备多孔氧化锡纳米结构的技术.在3mm厚的钛片上,采用电沉积的方法首先预沉积镍层,然后沉积1μm厚高纯度锡膜作为阳极浸入0.5mol/L草酸溶液中,在直流恒压5V条件下,进行电化学氧化5min.电化学氧化处理后,分别采用扫描电镜和X射线衍射仪对样品进行了平面、横断面形貌观察和氧化产物分析.结果表明,在钛基上形成了一层厚约1μm、孔径70nm、孔间距80nm的多孔氧化亚锡薄膜,这种多孔结构薄膜可以进一步在空气中加热500℃处理2h,制成钛基氧化锡多孔材料,它也可作为制备钛基纳米复合材料的模板.     

原位法制备通孔AAO模板的原理和工艺

AAO模板是制备纳米材料常用的模板,然而由于阻挡层的存在,制约了其在很多方面的应用.介绍了在不剥离基体的前提下,采用阶梯降压法和反向电压法在原位除去阻挡层,制备通孔的模板.利用场发射扫描电镜对其形貌进行了表征,分析了这两种方法在原位去除阻挡层的原理,讨论了其工艺条件对制备通孔模板的影响,并对其结果进行了比较.结果表明:阶梯降压法能有效减薄阻挡层厚度,通过后续磷酸浸泡能达到在原位除去阻挡层的目的,但是底部孔道出现分叉现象;而反向降压法能在原位有效除去阻挡层,且不破坏模板.     

GaN基板上超薄阳极氧化铝的制备

在草酸溶液中对GaN基板上超薄Al膜进行阳极氧化,结合扫描电镜对阳极氧化铝形貌进行表征,系统研究了超薄Al膜的腐蚀条件和氧化过程,以及Al膜的厚度,反应变化时间和实验难度系数之间的关系。多孔状阳极氧化铝的孔径、分布及有序度等对氧化电压、氧化时间、电解液温度和溶液浓度等参数较为敏感。通过深层次的机理分析,给出了相应的合理解释。在此基础上,优化了超薄阳极氧化铝的制备参数,提升了实验的稳定性及重复性,促进了阳极氧化铝在GaN材料和器件中的应用。     

阳极氧化铝(AAO)模板法制作的直径和长度一致的碳纳米管

我们在铝衬底上制作了不同参数条件下的阳极氧化铝(AAO)模板.通过改变初次阳极化时间来得到不同尺寸的纳米孔.改变初次阳极化时间可容易地调节,而使用刻蚀技术又可以控制氧化铝孔的长度.在该研究中,控制阳极极化和刻蚀参量成功地制备了不同直径和不同长度的AAO纳米孔.在AAO模板的竖直沟道中生长了方向性强的碳纳米管,而AAO纳米孔的直径和长度可以控制这一过程.通过二次阳极极化法制备了有着六边形孔洞排列方式的纳米AAO模板.由于AAO纳米孔的直径和长度依赖于阳极化参量,故通过控制阳极化参量就可控制AAO纳米孔的直径和长度.     

AAO模板合成低维有序纳米结构材料的研究进展

阳极氧化铝(AAO)模板因其独特的结构成为合成纳米线、纳米管等低维有序纳米材料的重要工具。综述了阳极氧化铝(AAO)模板的制备及其采用各种沉积方式合成低维有序纳米结构材料的最新研究进展,包括电化学沉积、化学气相沉积、sol–gel法和化学镀,指出了目前研究中需要解决的关键问题。     

氧化时间和温度对Si基AAO模板制备的影响

采用一次阳极氧化法,通过电解P型<100>晶向Si衬底上的高纯Al膜,在40V下,0.3M草酸中制备了Si基anodic aluminum oxide(AAO)模板。在Si基Al氧化过程中,通过电流密度随时间实时变化曲线的分析,研究了Si基AAO的生长机理。实验发现,电解液温度对Si基AAO制备的影响很大,在30℃下的氧化速度是在10℃下的5倍多。     

一种新的具有双面活性的SERS基底

用二次氧化的方法制得了孔径均一、排列规则的阳极氧化铝模板（AAO,anodic aluminumoxide）。利用磁控溅射的方法,银纳米颗粒被溅射在模板的表面以及孔洞里面,在模板的一面形成一层粗糙的银表面,当把模板放入一定浓度的NaOH溶液中,反面的Al2O3模板被部分地溶解后露出针尖状的银纳米线阵列。用结晶紫作为探针分子,在粗糙银表面（正面）和针尖状的银纳米线阵列面（反面）得到了不同的表面增强拉曼散射（SERS,surface enhanced Raman scattering）光谱,从而证明了两面具有不同的SERS机制。分析表明：正面粗糙的银表面是吸附增强,而反面在存在吸附增强的同时起主要作用的是针尖状的银纳米线阵列构成的天线模型所产生的非吸附的增强。针尖末端的曲率半径极小,会产生极强的局域电磁场,处于这个场中的分子的信号就被大大增强了。     

Effects of Template and Molecular Nanostructure on the Performance of Organic–Inorganic Photomechanical Actuator Membranes

Porous anodic aluminum oxide (AAO) membranes template the growth of photochromic crystalline nanowires. The resulting organic–inorganic composite can function as a photomechanical bending actuator. In order to investigate how the nanostructural properties of both the organic and inorganic components affect the photomechanical response, the composite mechanical properties are characterized using a variety of methods. There is a significant variation in both morphology and elastic modulus for two commercially available AAO templates with nominally identical pore diameters of 200 nm. After these templates are filled with diarylethene molecules that undergo a ring‐open to ring‐closed photoisomerization, the light‐generated curvature and mechanical work are evaluated using two different methods. The templates with a lower average elastic modulus (16 GPa vs 68 GPa) generate almost an order of magnitude more photomechanical work. The dependence of the photomechanical response on the chemical structure of the photochrome is assessed by comparing the performance of a diarylethene that undergoes a crystal expansion to that of one that undergoes a contraction, which leads to a decrease in curvature. Both the inorganic template and the organic active component play important roles in the overall photomechanical response, with substantial room to improve the performance.