多孔陽極氧化鋁模板的制備表征及特性研究.pdf

1、近年來，多孔氧化鋁模板發(fā)展迅速，其制備工藝簡(jiǎn)單，孔徑可調(diào)范圍大，在材料制備，光子晶體等應(yīng)用上都有很好的前景。本論文主要內(nèi)容為介紹一種改良的兩步氧化法，并探討了各實(shí)驗(yàn)因素對(duì)模板形貌的影響。另外，我們還利用光譜探測(cè)的手段研究了模板的光學(xué)常數(shù)，并探討了模板分叉結(jié)構(gòu)的形成機(jī)理。
　　本文首先簡(jiǎn)單介紹了納米技術(shù)的概念和主要表征手段。接著詳細(xì)介紹了多孔陽極氧化鋁的研究進(jìn)展，包括 PAA膜的結(jié)構(gòu)模型、形成機(jī)理、制備工藝和主要應(yīng)用幾個(gè)方面，力求對(duì)

2、PAA膜有全面和精確的認(rèn)識(shí)。
　　我們?cè)诔Ｒ?guī)的兩步氧化法與高場(chǎng)陽極氧化法的基礎(chǔ)上，提出了改良的兩步氧化法，我們?cè)诓菟崛芤哼M(jìn)行第一次高場(chǎng)陽極氧化，再在磷酸溶液中進(jìn)行第二次低場(chǎng)陽極氧化實(shí)現(xiàn)了孔間距在220nm到350nm之間的有序氧化鋁模板，克服了使用草酸溶液高場(chǎng)氧化出現(xiàn)孔中孔結(jié)構(gòu)的缺陷，打破了使用磷酸溶液時(shí)必須超過160V氧化電壓的限制。改良兩步氧化法成功的關(guān)鍵是一次氧化留下的高度有序的凹坑的引導(dǎo)作用。我們進(jìn)一步討論了氧化電壓，溶劑

3、組成，水浴溫度等實(shí)驗(yàn)因素的影響。一次氧化電壓決定了孔間距，孔徑可以通過改變?nèi)軇┙M成，水浴溫度以及二次氧化電壓來調(diào)節(jié)，反應(yīng)溫度可以擴(kuò)展到20℃，通過生長(zhǎng)速率公式我們計(jì)算出反應(yīng)能。
　　為研究使用兩步氧化法得到的氧化鋁模板的光學(xué)性質(zhì)，基于透射譜，我們使用修正過的四層介質(zhì)模型來計(jì)算其隨波長(zhǎng)變化的折射率，并結(jié)合不同氧化電壓下得到的模板的光致發(fā)光光譜我們分析了折射率的變化主要是由于其中磷酸根雜質(zhì)引起的，并受到氧化鋁分子結(jié)構(gòu)的影響。