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。     

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。     

氧化铝、氧化钛多孔膜的阳极氧化制备与微结构比较

采用阳极氧化法分别获得了纳米结构的氧化铝多孔膜和氧化钛多孔膜。对多孔膜的微结构、形貌、晶相等进行了检测与分析;系统研究了阳极氧化电压对纳米孔孔径的影响,分析了金属箔片退火、两步阳极氧化对纳米孔有序度和孔径均匀性的影响;对阳极氧化过程中出现的新颖的上下双层和内外双层多孔膜形貌进行了分析和讨论。初步获得了纳米多孔膜的形成机理,阳极氧化铝、氧化钛纳米多孔膜在制备、微结构等方面存在许多共同点。     

阳极氧化铝模板法制备纳米电子材料

阳极氧化铝模板具有容易制备、成本低、孔道分布均匀等特点,是制备形状高度均匀、有序纳米电子材料的理想无机模板。该模板法制得的金属、半导体和非金属纳米材料具有不同于母材的光、电、磁等特殊性能,在新型电子材料的开发方面具有广阔的应用前景。文中介绍了该模板的阳极氧化工艺、成膜机理以及不同的电解液、氧化电流、电压等因素对模板的纳米孔道生长的影响。分析了纳米材料的直流电沉积和交流电沉积的电化学机理和沉积速率的影响因素。     

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合成纳米点阵列的研究进展

多孔阳极氧化铝具有耐高温、成本低、空洞分布均匀有序且大小可控等优点,是制备高度有序纳米材料的理想模板.介绍了多孔阳极氧化铝模板的制备和以多孔阳极氧化铝为模板采用常规方法制备高度有序纳米点阵列材料的最新研究进展,以及纳米点阵列的应用前景.     

超薄多孔阳极氧化铝薄膜的制备和光学特性

采用二步阳极氧化法在草酸溶液中制备了超薄的多孔阳极氧化铝(PAA)薄膜,借助于扫描电子显微镜(SEM)分析了多孔阳极氧化铝薄膜的微观形貌,发现在其表面孔径为70～90nm的六边形内孔洞分布均匀,且垂直于表面平行生长,厚度约为500 nm.对其光致发光性能研究发现,该薄膜具有一个位于395 nm的紫外波段的发光峰.分析表明,该发光现象起源于氧化铝薄膜中与氧空位相关的F 中心.透射率随着波长的增加先急剧增加,在波长大于300 nm时,透射率随着波长的增加缓慢减小;而吸收率随着波长的增加先急剧减小,在波长大于300 nm时,吸收率随着波长的增加缓慢增加.     

多孔阳极氧化铝薄膜的结构和特性

采用阳极氧化法,制备了二维有序多孔氧化铝薄膜.用金相显微镜观察了一次阳极氧化和二次阳极氧化后多孔氧化铝的表面形貌.用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和UV-VIS-NIR光谱仪等测试手段对多孔氧化铝薄膜进行了表征.结果表明,多孔氧化铝薄膜是非晶态结构,多孔氧化铝薄膜具有整流特性.多孔氧化铝的光学反射率随入射波长红移呈增加趋势,反射光谱具有明显的干涉现象.     

硅基多孔氧化铝薄膜微结构的TEM研究

阳极氧化多孔氧化铝薄膜(anodicporousaluminafilm,APA)作为模板的应用已引起广泛关注。它的优点在于其主要的特征参数如孔径(1～300nm)、孔长(10～3000nm)及孔密度(108～1011cm-2)都可以用选择不同腐蚀电压的方法来加以控制,孔的长度直径比可达1000以上[1],而且在理想的APA膜中,孔阵列规则排列为蜂巢状六方结构[2]。这一特点为大面积原位合成规则排列纳米量子点/线材料提供了重要保证。考虑到和当前主流硅集成半导体工业相匹配,硅基多孔氧化铝薄膜(Si-basedanodicporousaluminafilm,APA/Si)的应用已见报道[3,4]。我们研究发现当孔径小…     

阳极氧化铝膜孔径的测量

论述了一种对阳极氧化铝膜孔径进行测定和评估的方法。此方法通过对已得的阳极氧化铝薄膜提取样本制备扫描电镜(SEM)图像进行处理和分析,最终得到膜孔的尺寸结果。阳极氧化铝膜的膜孔尺寸处在nm级别,对其测量误差的要求很高。而限于SEM的设备特性和精度,通过SEM读取的原始阳极氧化铝膜的图像存在着大量噪声(以椒盐噪声为主)。鉴于此,首先对阳极氧化铝膜的原始SEM图像进行多重滤波处理(中值滤波、各向异性扩散滤波以及阈值滤波),得到具有膜孔结构信息的阈值图像。经过多重滤波的这一阈值图像仍存在着很多污点,这些污点对阳极氧化铝膜膜孔尺寸的评估无任何意义,于是继续将阈值图像进行去污处理,最后通过设计的"染色"算法,实现了对膜孔尺寸的实际测量。实验证明,此方法的适用性较强。     

超薄阳极氧化铝模版的制备

采用二次阳极氧化铝的方法制备出厚度仅为509 nm超薄多孔阳极氧化铝模版,氧化铝模版上孔洞大小均匀.呈完美的六角分布,孔径为35 nm左右,孔间距约为100 nm.成功地将多孔阳极氧化铝模版转移到硅衬底上,并在磷酸溶液中通孔,使薄膜上小孔双向贯通.可以十分方便的利用该模版合成纳米点、纳米柱等纳米结构.     

Formation of Thick Porous Anodic Alumina Films and Nanowire Arrays on Silicon Wafers and Glass

A method for the fabrication of thick films of porous anodic alumina on rigid substrates is described. The anodic alumina film was generated by the anodization of an aluminum film evaporated on the substrate. The morphology of the barrier layer between the porous film and the substrate was different from that of anodic films grown on aluminum substrates. The removal of the barrier layer and the electrochemical growth of nanowires within the ordered pores were accomplished without the need to remove the anodic film from the substrate. We fabricated porous anodic alumina samples over large areas (up to 70 cm²), and deposited in them nanowire arrays of various materials. Long nanowires were obtained with lengths of at least 9 μm and aspect ratios as high as 300. Due to their mechanical robustness and the built‐in contact between the conducting substrate and the nanowires, the structures were useful for electrical transport measurements on the arrays. The method was also demonstrated on patterned and non‐planar substrates, further expanding the range of applications of these porous alumina and nanowire assemblies.     

(Al2O3)f/Al复合材料疲劳损伤模式的SEM研究

通过扫描电子显微镜(SEM)对(Al2O3)f／Al复合材料的疲劳断口和纵截面组织结构进行了观察，研究了复合材料的疲劳损伤模式。研究结果表明：该复合材料兼有钛基和树脂基纤维复合材料疲劳损伤的特点，高应力下由单个裂纹的起源和生长导致复合材料的失效；低应力下，疲劳损伤模式包括纤维劈裂、众多基体裂纹和单个基体裂纹的横向扩展，其中纤维劈裂是主控机制。其更高的疲劳极限可归因于低应力下纤维的纵向劈裂。     

A Novel Buffering Technique for Aqueous Processing of Zinc Oxide Nanostructures and Interfaces,and Corresponding Improvement of Electrodeposited ZnO‐Cu2O Photovoltaics

A novel buffering method is presented to improve the stability of zinc oxide processed in aqueous solutions. By buffering the aqueous solution with a suitable quantity of sacrificial zinc species, the dissolution of functional zinc oxide structures and the formation of unwanted impurities can be prevented. The method is demonstrated for ZnO films and nanowires processed in aqueous solutions used for the selective etching of mesoporous anodic alumina templates and the electrochemical deposition of Cu₂O. In both cases, improved ZnO stability is observed with the buffering method. ZnO‐Cu₂O heterojunction solar cells (bilayer and nanowire cells) synthesized using both traditional and buffered deposition methods are characterized by impedance spectroscopy and solar simulation measurements. Buffering the Cu₂O deposition solution is found to reduce unwanted recombination at the heterojunction and improve the photovoltaic performance.     

基于多孔氧化铝模板的一维ZnO纳米线的制备

多孔氧化铝由于具有纳米级的孔径、尺寸可调等独特的优点,成为合成纳米材料的一种常用模板.以多孔氧化铝为模板,制备出了纳米量级的纤维、纳米棒、金属管、半导体等新型材料.制备出了优良的多孔氧化铝有序孔洞阵列;以其为模板,采用直流电化学沉积的方法,在其规则排列的孔中沉积得到锌的纳米线;然后将其在高温下氧化,得到氧化锌的纳米线.利用X射线衍射谱、扫描电子显微镜等手段研究了它们的微结构性质,X射线衍射谱表明,用电化学沉积方法得到的锌和氧化锌纳米线均为多晶结构.     

Si基稀土Er_2O_3薄膜材料特性及制备研究进展

Si基Er2O3薄膜材料具有带隙宽、k值高等特点,在微电子和光电子领域具有潜在的应用价值。首先,阐述了Si基Er2O3薄膜材料的晶体结构具有多态现象,而立方晶形的Er2O3具有方铁锰矿立方结构,易制成高度择优取向的薄膜甚至单晶膜。其次,介绍了利用X射线光电子谱(XPS)技术确定Er2O3和Si两种材料的价带和导带偏移及采用光电子谱来确定高k介质材料能带带隙。此外,还介绍了Si基Er2O3薄膜材料光学常数的测试方法及其光谱转换特性,可用于太阳光伏电池。最后,着重介绍了国内外Si基Er2O3薄膜材料制备方面的最新研究进展,并指出金属有机物化学气相淀积(MOCVD)是未来产业化制备Si基Er2O3薄膜材料的理想选择。     

ZnO和Al2O3缓冲层对AZO透明导电膜薄膜性能的影响

采用射频磁控溅射法,以纯度为99.9%,质量分数98%ZnO、2%Al2O3陶瓷靶为溅射靶材,在预先沉积了ZnO和Al2O3的玻璃衬底上制备了Al2O3掺杂的ZnO薄膜。研究并对比了两种不同的缓冲层对ZnO∶Al(AZO)薄膜的微观结构和光电性能的影响。并借助X线衍射(XRD)仪、扫描电子显微镜(SEM)、紫外可见光谱仪(UV-Vis)等方法测试和分析了不同缓冲层,对AZO薄膜的形貌结构、光电学性能的影响。结果表明:加入缓冲层后,在衬底温度为200℃时,溅射30min,负偏压为60V、在氮气气氛下经300℃退火处理后,制得薄膜的可见光透过率为83%～87%,AZO薄膜的最低电阻率,从9.2×10-4Ω.cm(玻璃)分别下降到8.0×10-4Ω.cm(ZnO)和5.4×10-4Ω.cm(Al2O3)。