铜纳米晶-有序多孔氧化铝复合膜光学性能的研究

采用常压直流电沉积技术在有序多孔氧化铝(OPAA)模板内沉积Cu纳米晶, 制备出光学透明的铜纳米晶/ OPAA复合膜. 利用FESEM、TEM、紫外可见分光光度计、Z-scan技术、泵浦探测技术对该复合材料的形貌、结构、线性光吸收、三阶非线性极化率和光响应时间进行了分析. 结果表明, Cu纳米颗粒具有面心立方结构, 直径在40~50 nm之间, 分布在OPAA模板的分叉孔道区. 填充于有序多孔氧化铝模板中的Cu纳米晶在584 nm处出现等离子体共振吸收峰. 当探测光波长远离铜纳米晶的等离子体共振吸收峰时, Cu纳米晶/多孔氧化铝复合膜出现光致吸收特性, 而当探测光波长接近铜纳米晶的等离子体共振吸收峰时, 出现光致漂白现象. 该复合膜非共振三阶非线性极化率为0.73×10^-9esu, 光响应时间为1.3ps.     

高度有序多孔阳极氧化铝模板的制备

为了得到纳米孔排列高度有序的多孔阳极氧化铝模板,以0.3 mol·L-1的草酸为电解液研究了模板的制备工艺.采用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)对多孔氧化铝模板的表面形貌进行表征,X射线衍射分析高纯铝及氧化膜的结构.实验结果表明,铝基体不经过高温退火处理,同样能够得到高度有序的氧化铝膜,简化了多孔氧化铝膜的制备工艺.分别讨论了阳极氧化电压和电解液温度对多孔阳极氧化铝膜的形貌及孔径的影响,并对一步法和两步法制得的多孔氧化铝膜进行比较,结果表明,两步阳极氧化法制备的多孔氧化铝模板的有序性优于一步氧化法.XRD分析证实,多孔氧化铝膜由非晶态的Al2O3组成.     

多孔阳极氧化铝模板上电子束蒸发沉积TiO_2

以硫酸、草酸溶液为电解液,采用二次阳极氧化法制备了初始孔径在20~120 nm、孔间距在40~250 nm、孔深在200 nm~80μm范围内的具有高度有序纳米孔阵列的多孔阳极氧化铝(porous anodic alumina,PAA)模板。以PAA模板为基片,采用真空电子束蒸发的方法在PAA模板上制备了具有高度有序的TiO2纳米点阵列。利用场发射扫描电子显微镜和原子力显微镜对其形貌进行了表征。研究表明,所形成的TiO2纳米点阵列具有同其基底PAA模板相同的序列结构。对TiO2纳米点阵列的生长形成机理进行了讨论。     

交流电化学沉积铜纳米线阵列及其机理探讨

利用二次阳极氧化的方法制备孔高度有序的阳极氧化铝(AAO)为模板,采用交流电化学沉积方法,在AAO模板孔道内制备Cu纳米线。采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射仪(XRD)对Cu纳米线的形貌、晶体结构进行研究。结果表明:模板的孔径均匀,孔道平直。Cu纳米线均匀分布在AAO模板纳米孔隙中,直径均一,并沿Cu(Ⅲ)晶面择优生长;AAO模板孔道生长铜纳米线不光滑,成凹凸状,并对此沉积机理进行探讨。     

通孔氧化铝模板的强脉冲电化学剥离研究

利用0.3mol·L-1的草酸电解液,采用二步恒压阳极氧化法(30-50V)在高纯铝片上获得了高度有序的多孔氧化铝模板,利用HClO₄-CH₃OH混合溶液为电解液,利用还原反应产生的气体压力将多孔氧化铝膜从铝基底上剥离,获得了大面积(2cm×2cm)均匀无裂的多孔氧化铝的通孔模板,厚度为30-100μm;分析了影响孔径和阻挡层的因素和模板电化学剥离的机理;与其他剥离方法相比,该方法具有工艺简单、周期短、模板溶解少、无污染、模板韧性好, 可获得大面积均匀无裂膜,在纳米结构组装体系研究方面具有重要的实用价值.     

用低纯度铝制备AAO模板及其结构研究

在0.3mol/dm3草酸溶液中,通过不同纯度铝的恒电位二次阳极氧化制备了纳米孔氧化铝模板,并用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)和原子力显微镜(AFM)观察模板结构.实验结果表明,一次氧化除膜后低纯度铝基体表面呈现较为规则的六边形结构,这种蜂巢结构有利于二次氧化过程中获得有序度更高的纳米孔模板.低纯度铝制备的模板表面被晶界分隔为微小的区域,只是在较窄区域内才出现六边形规则排列的纳米孔.恒电位40V时所得模板经扩孔处理后,孔径由35nm增大到100nm左右,且孔径大小几乎一致.从纳米孔的有序度来看,由低纯度铝制备模板还需要进一步优化阳极氧化参数.     

复合锌镍纳米线结构和磁性研究

采用直流电化学沉积方法,在多孔阳极氧化铝模板纳米孔洞中制备出直径约90nm,长度超过10μm的金属Ni/Zn纳米线有序阵列.通过扫描电子显微镜(SEM),透射电子显微镜(TEM),原子力显微镜(AFM),X射线衍射仪(XRD),振动样品磁强计(VSM)对模板及所制备的样品进行形貌、结构及相关性能的表征和测试.结果表明所制备的Ni/Zn纳米线具有沿[111]方向择优生长特性,易磁化方向沿纳米线长轴方向.     

多孔氧化铝模板的纳米力学性能测试与分析

为了掌握多孔氧化铝模板的纳米力学性能,采用二次氧化法制备孔径在30～40nm之间且高度有序的纳米阵列氧化铝模板,并使用扫描电子显微镜(SEM)对其形貌进行表征;在原位纳米力学测试系统上进行微压痕实验,对样品表面力学性能(纳米硬度、模量)进行测试;利用原子力成像功能对实验区域扫描成像,在纳米尺度下观察和分析样品形貌.结果表明,AAO模板在同一深度处对应的硬度、模量值明显高于相应的基体材料铝,膜基体系的抗载能力明显提高;在压入深度为70～240nm时,AAO膜板的硬度和模量值分别为5.8GPa和106GPa,但从深度250nm时开始出现减小趋势;单晶铝与压针的接触为理想刚塑性接触,AAO模板与压针的接触为弹塑性接触.     

多孔阳极氧化铝薄膜的应用进展

简要介绍了近几年来多孔阳极氧化铝薄膜的应用进展.由于该类薄膜特有的纳米有序孔阵列结构,而被人们用作合成纳米有序结构的模板、制备纳米多孔氧化铝传感器及用于制备纳米电子器件和纳米光电子器件等领域.预计这类薄膜在纳米功能器件制备领域的应用还会进一步拓宽.     

非晶Co及CoP纳米阵列的制备及研究

采用交流电化学沉积法,在多孔阳极氧化铝(AAO)模板孔洞中成功制备出直径50nm的Co纳米线阵列.采用透射电子显微镜(TEM)和选区电子衍射(SAED)观察了样品的微观形貌结构.结果显示,阵列中纳米线均匀有序,形状各向异性较大,其晶体结构为非晶.在沉积Co纳米线阵列的电解液中添加一定的还原剂(NaH2PO2·H2O),制备出非晶CoP纳米阵列,由TEM观察可知,阵列形貌发生变化,沉积产物为离散的纳米粒子而非纳米线.探讨了交流电沉积纳米阵列的生长机理.     

图案化金属铜纳米线阵列的制备与表征

采用紫外线光刻技术与电化学沉积相结合的方法,成功制备了不同图案的铜纳米线阵列:一种是圆形图案;另一种是QDU图案.首先利用紫外线光刻技术在多孔阳极氧化铝模板(AAO)生成预设图案,以此作为"二次模板";再利用电化学方法将铜纳米线沉积到"二次模板"的开孔中.扫描电镜(SEM)测试结果表明,大面积、高规整的铜纳米线图案阵列各自独立地立在基底上, 同时,用电子能谱(EDS)分析了铜纳米线的化学成分.透射电镜(TEM)也探测到了铜纳米线的微结构.     

逐步升压法制备大面积小孔径阳极氧化铝模板

在酸性电解液中,采用逐步升压法制备了高度有序的大面积阳极氧化铝（anodic aluminumoxide,AAO）模板．与传统方法制得的AAO模板相比,其有效氧化面积提高了20多倍扫描电子显微镜（scanning electron microscope,SEM）对模板微观结构的表征结果表明,二者几乎具有相同的有序度和孔密度,且孔洞分布均匀．但相比之下,采用逐步升压法制备的模板孔径要小得多,电压为42V时制得的模板的平均孔径（32．4nm）约为传统方法制得的模板平均孔径（63．2nm）的1／2．     

模板法合成分叉Ni纳米线阵列及其磁性能

首先采用三次阳极氧化法制备了具有Y形孔道的氧化铝(AAO)模板,然后采用直流电化学沉积法,在模板内成功合成了分叉Ni纳米线的有序阵列.通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对所合成样品的晶体结构和形貌进行了表征测试.结果表明,制备的Ni纳米线分布均匀、排列有序,呈Y形分又结构,其...     

Quantificational Etching of AAO Template

Ni nanowires were prepared by electrodeposition in porous anodized aluminum oxide （AAO） template from a composite electrolyte solution. Well-ordered Ni nanowire arrays with controllable length were then made by the partial removal of AAO using a mixture of phosphoric acid and chromic acid （6 wt pct H3PO4：1.8 wt pct H3CrO4）. The images of Ni nanowire arrays were studied by scanning electron microscopy （SEM） to determine the relationship between etching time and the length of Ni nanowire arrays. The results indicate that the length of nanowires exposed from the template can be accurately controlled by controlling etching time.     

Quantiflcational Etching of AAO Template

Ni nanowires were prepared by electrodeposition in porous anodized aluminum oxide (AAO) template from a composite electrolyte solution. Well-ordered Ni nanowire arrays with controllable length were then made by the partial removal of AAO using a mixture of phosphoric acid and chromic acid (6 wt pct H3PO4: 1.8 wt pct H3CrO4). The images of Ni nanowire arrays were studied by scanning electron microscopy (SEM) to determine the relationship between etching time and the length of Ni nanowire arrays. The results indicate that the length of nanowires exposed from the template can be accurately controlled by controlling etching time.     

用AAO模板法制备硅纳米管

先用二步阳极氧化法制备纳米孔平均孔径约为100 nm的Al/Al_2O_3(AAO)模板,再以AAO为模板用溶胶-凝胶法合成管径约为60-80 nm的硅纳米管,并用扫描电镜和透射电镜观察了硅纳米管的形貌。结果表明,AAO模板的孔径分别随着二步阳极氧化法中电解温度、氧化电压、硫酸和草酸混酸浓度的增大而增大,硅纳米管的形成与硅烷溶胶的嵌入方法、凝胶形成时间和温度有较大的关系。     

Synthesis and characterization of TiO2/WO3 composite nanotubes for photocatalytic applications

TiO₂/WO₃ composite nanotubes were synthesized in an anodic aluminum oxide (AAO) template by a sol–gel method. The prepared nanotubes were characterized by transmission electron microscopy, scanning electron microscopy, powder X-ray diffraction, and Brunauer–Emmett–Teller surface area. Using the nanotubes embedded in the AAO templates as catalysts, photocatalytic degradation of methyl orange aqueous solution was carried out under UV light irradiation. The results showed that the TiO₂/WO₃ composite nanotubes with the thickness about 50 nm could be successfully synthesized by this method. TiO₂ showed anatase phase and WO₃ displayed monoclinic phase. The composite nanotubes (TiO₂/WO₃) exhibited higher photocatalytic activity than the pure nanotubes (WO₃ or TiO₂). The possible reason for improving the photocatalytic activity was also discussed.     

多孔阳极氧化铝模板法交流电沉积单晶镍纳米线阵负

一维纳米材料在光学、电学、磁学等领域有着广阔的应用前景。采用二次阳极氧化法,结合逐级降压法制备了多孔阳极氧化铝（AAO）模板,然后在其上交流电沉积了单晶镍纳米线阵列。利用SEM,XRD,TEM等对镍纳米线阵列的形貌和结构进行了表征,探讨了沉积效果与沉积电流密度一时间曲线和稳定沉积电流密度大小之间的关系。结果表明：沉积电...     

Highly ordered uniform single-crystal Bi nanowires: fabrication and characterization

A mechanical pressure injection technique has been used to fabricate uniform bismuth (Bi) nanowires in the pores of an anodic aluminum oxide (AAO) template. The AAO template was prepared from general purity aluminum by a two-step anodization followed by heat treatment to achieve highly ordered nanochannels. The nanowires were then fabricated by an injection technique whereby the molten Bi was injected into the AAO template using a hydraulic pressure method. The Bi nanowires prepared by this method were found to be dense and continuous with uniform diameter throughout the length. Electron diffraction experiments using the transmission electron microscope on cross-sectional and free-standing longitudinal Bi nanowires showed that the majority of the individual nanowires were single crystalline, with preferred orientation of growth along the [011] zone axis of the pseudo-cubic structure. The work presented here provides an inexpensive and effective way of fabricating highly ordered single-crystalline Bi nanowires, with uniform size distributions.