《纳米孔阵列阳极氧化铝膜的制备与表征》由会员分享，可在线阅读，更多相关《纳米孔阵列阳极氧化铝膜的制备与表征（50页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、Y6 54 64Z纳米孔阵列阳极氧化铝膜的制备与表征凝聚态物理专业研究生叶军指导老师赵北君纳米结构材料是纳米科学技术研究领域的一个热点。模板法是制备纳米结构材料是一种方便、可靠的技术。它是在2 0 世纪9 0 年代发展起来的前沿技术，也是近几年来广泛应用的一种非常有吸引力的纳米结构制备方法。由于阳极氧化铝膜( A n o d i ca l u m i n a m e m b r a n e s 。简称：A A M ) 带有呈六边形排列的纳米孔阵列的理想结构，并且A A M 具有较高的的化学稳定性和热力学稳定性以及它具有和现有微电子工艺兼容的特点，使其迅速成为制备纳米结构材料的理想模板。本论文首
2、先对铝金属的物性进行了比较详细的研究，然后通过铝片进行阳极氧化制备阳极氧化铝膜，接着对膜进行了比较详细的结构与形貌表征。证明我们成功制备了纳米孔阵列A A M ，最后对这种膜的成膜机理与影响因素进行了深入分析。主要研究成果与结论如下：( 1 ) 铝片在草酸、硫酸和磷酸等酸性溶液中阳极氧化都能得到纳米孔阵列A A M 膜。在不同阳极氧化条件下制备出具有不同孔径、孔密度、孔深度的纳米孔阵列模板。( 2 ) 研究了铝片纯度，铝片热处理、电解液种类、电孵液温度、阳极氧化电压、阳极氧化时间、扩孔时间等对制备的A A M 中孔的大小、密度、深度的影响关系，并且提出革酸是制备纳米孔阵Y O A A M 的相
3、对方便与可靠的电解液。从理论和实验上为制各可人为控制形貌的纳米孔阵列A A M 模板提供了依据。( 3 ) 使用S E M 、A F M 、X R D 对从M 进行表征，结果表明我们制各的A A M 具有有序排布的纳米级的孔阵列结构，膜胞呈现六边形规则结构。阳极氧化铝膜( A A M )具有孔分布均匀等特点，是制备形状高度均匀、有序纳米电子材料的理想模板。( 4 ) 深入研究了成膜机理，分析了A A M 的生成过程和六边形膜胞结构的生成机理，以及孑L 垂直基底生成的过程。本论文研究工作是四川大学材料系承担的教育部博士点基金“硒化镉纳米线阵列膜及其特性研究”课题的部分内容，研究结果可用于硒化镉纳
4、米线阵列的沉积，并可进一步丌发制备其它新型纳米结构材料。关键词：阳极氧化铝膜( A A M ) 纳米孔阵列制备表征模板P R E P A R A T l 0 NA N DC H A R A C T E R I Z A T l 0 NO F A N O D I CA L U M I N AM E M B RA N E SW I T HN A N 0 P O R E A R R A Y SS p e c i a l t y ：C o n d e n s e dM a t t e rP h y s i c sM a s t e rC a n d i d a t e ：Y eJ u nT u t o
5、r ：P r o f Z h a oB e i j u nN a n o s t r u c t u r em a t e r i a l s ，s t a r t e da t1 9 9 0 ，a r eap o i n to fn a n o m a t e r i a ls c i e n c e T h et e m p l a t et e c h n i q u ei sak i n do fu p t o d a t em e t h o di nf a b r i c a t e sm a t e r i a l s ，w h i c hO W n Sal o to fa d
6、v a n t a g e sm o r et h a no t h e rm e t h o d sw h e ni ti su s e di np r e p a r a t i o no fn a n o - s t r u c t u r em a t e r i a l s T h eu n i q u es t r u c t u r ef e a t u r e sa n di t st h e r m a l ，c h e m i c a ls t a b i l i t ya n di t sc o m p a t i b l ew i t hp r e s e n tm i
7、 c r o e l e c t r o n i c st e c h n o l o g ym a k e a n o d i ca l u m i n am e m b r a n e s ( a b b r e v i a t e da sA A M ) b e c o m ei d e a lt e m p l a t e sf o rt h ef a b r i c a t i o no fo r d e r e dn a n o s t r u c t u r e s I nt h i sd i s s e r t a t i o n ，f i r s to fa 1 1 ，s t
8、 u d yt h ec h a r a c t e r so fA lp a r t i c u l a r l y T h e np r e p a r a t i o nt h eA M A f t e rt h a t ，A A Mw a ss t u d i e di n t e n s i v e l Y T h em a i nr e s u l t sa n dc o n c l u s i o n sc a nb es u m I l l a r i z e da sf o l l o w ：( 1 ) P o r o u sA n o d i cA l u m i n a
9、( a b b r e v i a t e da sA A M ) ，w e r ef a b r i c a t e di nd i f f e r e n ta n o d i co x i d a t i v ec o n d i t i o n sb ya n o d i co x i d a t i o no fa l u m i n u mf o i l Su n d e rt h ec o n s t a n ta n o d i cv o l t a g e sa n dc e r t a i nt e m p e r a t u r e T h eh i g h l yo r
10、 d e r e da r r a yo fa l u m i n at e m p l a t e sw i t hp o r ed i a m e t e ro f5 0 一1 5 0 n m ( 2 ) T h ee f f e c to fa n o d i co x i d a t i v ec o n d i t i o n ss u c ha st y p e ，c o n c e n t r a t i o na n dt e m p e r a t u r eo fe l e c t r o l y t e ，v o l t a g ea n dt i m eo fa n o
11、 d i co x i d a t i o no nd i a m e t e r ，d e n s i t y ，d e p t ha n da s p e c tr a t i oo fp o r e si nt h ea s g r o w nA A Mt e m p l a t e sw e r es t u d i e di n t e n s i v e l y I ti sp o s s i b l et ou s eA A Ma sai d e a lt e m p l a t e sw h o s eq u a l i t i e sc a nb ec o n t r o l
12、 l e da sr e q u j r e ( 3 ) T h ei m a g e so fA A Mw e r ec h a r a c t e r i z e db ys c a n n i n ge l e c t r o nm i c r o s c o p e ( S E M ) ，t r a n s m i s s i o nd e c t r o nm i c r o s c o p e ( T E M ) a n da t o mf o r c em i c r o s c o p e ( A r M ) T h er e s u l t si n d i c a t e
13、dt h a tA A Mo w n e dn e a r l yt h es a m ed i a m e t e r ，p a r a l l e la r r a n g e m e n t ，h i g h l yd e n s it ya n dh i g h l yo r d e r e d ( 4 ) T h ef o r mp r o g r e s sa n dm e c h a n i s mo ft h eA A Mw e r es t u d i e dt h o r o u g h l y T h eh e x a g o na p p e a r a n c eo
14、ft h eA A Mc e l la n di t su p r i g h t n e s sa g a i n s tt h eA 1f l o o rw e r ea n a l y z e dc a r e f u l i F M i n i s t r yo fe d u c a t i o nf u n d st h es t u d y T h er e s u l to fr e s e a r c hc a nb eu s e di nt h ep r e p a r a t i o no fC d S en a n o a r r a y sa n dc a nf u r
15、 t h e rd e v e l o pa n ds t u d yi no t h e rm a t e r i a l s K e y w o r d s ：a n o d i ca l u m i n am e m b r a n e s( A A M ) ，p r e p a r a t i o Ra n dc h a r a c t e r i z a ti o n ，t e m p l a t e明川人学硕士学位论文1 1 引言第一章、绪论纳米技术的灵感，来自于已故物理学家理查德。范曼1 9 5 9 年所作的一次题为在底部还有很大空间的演讲。这位当时在加州理工大学任教的教授向同事
16、们提出了一个新的想法。从石器时代开始，人类从磨尖箭头到光刻芯片的所有技术，都与一次性地削去或者融合数以亿计的原子以便把物质做成有用的形态有关。范曼质问道，为什么我们不可以从另外一个角度出发，从单个的分子甚至原子开始进行组装，以达到我们的要求? 他说：“至少依我看来，物理学的规律不排除一个原子一个原子地制造物品的可能性。”1 9 9 0 年，I B M 公司阿尔马登研究中心的科学家成功地对单个的原子进行了重排，纳米技术取得一项关键突破。他们使用一种称为扫描探针的设备慢慢地把3 5 个原子移动到各自的位置，组成了I B M 三个字母。这证明范曼是正确的，二个字母加起来还没有3 个纳米长。不久，科学家不仅能够操纵单个的原子，而且还能够“喷涂原子”。使用分子柬外延生长技术，科学家们学会了制造极薄的特殊晶体薄膜的方法，每次只造出一层分子。目前，制造计算机硬盘读写头使用的就是这项技术。纳米科学技术( N a n nS c i e n c eT e c h n o l o g y ) 是从2 0 世纪8 0 年代发展起来的一门学科。纳
