多孔鋁納米陣列的制備及光學(xué)特性研究.pdf

1、近年來(lái)，鋁陽(yáng)極氧化形成的具有獨(dú)特結(jié)構(gòu)的多孔氧化鋁膜(PAA)正逐漸引起人們的重視。利用陽(yáng)極氧化鋁膜為膜板，在用于研制諸如光學(xué)元件、磁性材料、選擇性吸收膜等功能材料方面，已經(jīng)顯示出良好的應(yīng)用前景。陽(yáng)極氧化鋁膜的功能化應(yīng)用為研制新型功能材料開辟了又一新的途徑。 本文在對(duì)國(guó)內(nèi)外有關(guān)陽(yáng)極氧化鋁膜的研究狀況進(jìn)行充分調(diào)研之后，從研究陽(yáng)極氧化鋁膜和含金屬陽(yáng)極氧化鋁膜的光學(xué)特性的角度出發(fā)，詳細(xì)研究了含銅、含鈷及銅鈷合金的陽(yáng)極氧化鋁膜的光學(xué)特性，

2、為制作優(yōu)良的新型偏振器件作了探索性的研究。全文主要包括以下四個(gè)部分： 第一章緒論部分，對(duì)納米材料的研究進(jìn)展、陽(yáng)極氧化鋁膜的發(fā)展和以陽(yáng)極氧化鋁膜為膜板研制的新型功能材料進(jìn)行了概述，并對(duì)本論文的工作進(jìn)行了說(shuō)明。 第二章到第四章是本文的核心部分，也是本文的創(chuàng)新點(diǎn)。在第二章中，對(duì)陽(yáng)極氧化鋁膜的制備方法和過(guò)程進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，研究了不同分枝結(jié)構(gòu)的多孔氧化鋁膜的光學(xué)特性。 1、通過(guò)控制二次氧化過(guò)程中的氧化電壓，得到具有線型、

3、Y型、以及枝狀孔徑結(jié)構(gòu)陽(yáng)極氧化鋁膜； 2、三組樣品在可見及近紅外波段的透射比都優(yōu)于80％，透射光譜曲線中的干涉振蕩現(xiàn)象與吸收物質(zhì)的愛里方程相吻合： 3、盡管多孔鋁膜由于剩余鋁柱少的限制，其消光比不理想，但從其表現(xiàn)出的特性，我們認(rèn)為對(duì)于下一步制備具有線柵結(jié)構(gòu)的金屬納米材料來(lái)說(shuō)，線型結(jié)構(gòu)的孑L徑具有好的偏振特性，因此對(duì)于開發(fā)陽(yáng)極氧化鋁膜的進(jìn)一步應(yīng)用應(yīng)當(dāng)根據(jù)需要合理選擇膜板的孔徑結(jié)構(gòu)。 第三章對(duì)含銅陽(yáng)極氧化鋁膜的微結(jié)構(gòu)

4、和光學(xué)特性進(jìn)行了詳細(xì)的研究。在本章中我們以改變二次氧化過(guò)程中的氧化電壓，制備了不同孔徑大小的陽(yáng)極氧化鋁膜，采用交流電沉積的方法，制備了含銅陽(yáng)極氧化鋁膜。 1、XRD圖譜和SEM圖像顯示陽(yáng)極氧化鋁膜中確有銅生成，并有一定的結(jié)晶取向，且銅納米線的直徑與膜板的孔徑基本一致，具有很好的線柵結(jié)構(gòu)。 2、樣品的透射光譜表明含銅陽(yáng)極氧化鋁膜在近紅外波段有很好的透射特性，透射率在80％以上；且由于膜板的孔徑隨氧化電壓的升高而增大，因此樣

5、品對(duì)光的吸收的增加導(dǎo)致的透射率隨之降低； 3、樣品消光比的測(cè)試表明，隨著膜板氧化電壓的升高，銅納米線的直徑增加，對(duì)S分量的損耗低于對(duì)P分量的損耗，提高了樣品的消光比。因此可以改變膜板參數(shù)來(lái)優(yōu)化Cu/PAA膜的偏振性能，制造紅外起偏器件。 第四章我們研究了含鈷陽(yáng)極氧化鋁膜的微結(jié)構(gòu)與光學(xué)特性以及磁致退偏效應(yīng)，比較了含銅陽(yáng)極氧化鋁膜和含鈷陽(yáng)極氧化鋁膜的光學(xué)特性，并制備了含鈷銅合金的陽(yáng)極氧化鋁膜。 1、含鈷陽(yáng)極氧化鋁膜在近紅外波

6、段具有良好的消光比，且消光比隨沉積時(shí)間的增長(zhǎng)而減??；含鈷陽(yáng)極氧化鋁膜具有磁致偏光效應(yīng)，這種退偏效應(yīng)會(huì)隨著磁場(chǎng)變化而變化，在磁化飽和后隨磁場(chǎng)增大而增強(qiáng)，2、比較含銅陽(yáng)極氧化鋁膜和含鈷陽(yáng)極氧化鋁膜在可見及近紅外光區(qū)的光學(xué)特性得出：Cu/PAA的透射比大于Co/PAA，但是消光比卻小于Co/PAA；Co/PAA具有磁致退偏效應(yīng)特性，而cu/PAA無(wú)磁致退偏效應(yīng)。 3、通過(guò)改變鍍液的成分和控制電鍍電壓，的確能在陽(yáng)極氧化鋁膜板中生成合金，