阳极氧化处理的铝为模板电化学沉积铜纳米线

研究如何去除阳极氧化铝膜(AAO)纳米孔与铝基之间的阻挡层。介绍了一种氧化铝模板经阶梯降流处理后可以有效去除AAO模板阻挡层的新方法,并以带铝基的氧化铝膜为模板直流电化学沉积制备了线径可控、大小均一的晶态铜纳米线。     

高功率单孔柱-孔汇聚结构的电流损失实验研究

为了深入理解高功率柱-孔汇聚结构电流损失的机理,使用西北核技术研究所多功能辐射模拟实验平台"强光一号"加速器,针对单孔柱-孔汇聚传输结构进行大电流密度高达6×105 A/cm条件下的电流传输实验研究,利用B-dot探针分别测量不同结构的柱-孔结构上下游的电流。实验结果发现:柱-孔结构的电流损失与其结构参数相关,阴极孔直径越小,损失电流越大;和普通圆孔的柱-孔结构相比,水滴状异型孔的柱-孔结构的传输效率更好;另外分析发现,在阳极柱和负载中心之间的直线上,阴极孔边缘与阳极柱的距离能明显影响柱-孔汇聚结构电流传输效率,当柱-孔间隙大于传输线阴阳极间隙的60%时,柱-孔汇聚结构即可高效传输脉冲大电流,当柱-孔间隙大于传输线阴阳极间隙时,柱-孔汇聚结构几乎不存在电流损失。研究结果有助于对高功率柱-孔汇聚结构电流损失机理的理解,为大型脉冲功率装置的设计提供技术支撑。     

纳米级铝阳极氧化膜的形成机理及结构调整

从纳米级阳极氧化铝(AAO)膜对应用的重要性入手，主要简述AAO膜的制备、形成机理、自结构特点及结构调整方法。     

CeNd_xO_y:Eu~(3+)纳米管阵列可控制备及荧光特性

依据化学共沉积原理,在阳极氧化铝(AAO)纳米阵列孔模板中,用负压抽滤法可控合成了CeNd_xO_y:Eu~(3+)纳米管阵列结构材料.分别用SEM,TEM,XRD,SAED对其形貌、结构进行表征,并以EDS谱和荧光光谱仪(FL)测定该纳米管结构的元素组成和荧光性能.结果表明:CeNd_xO_y:Eu~(3+)纳米管阵列材料为非晶结构,其纳米管阵列形貌与AAO模板纳米孔阵列结构一致.在室温下,以450 nm波长光激发CeNd_xO_y:Eu~(3+)纳米管阵列,分别在516 nm和777 nm出现荧光发射峰,其荧光强度与Eu~(3+)掺杂量有关,当Eu~(3+)掺杂质量比为6%时,其荧光强度最强.     

TLM钛合金表面二氧化钛三维结构纳米薄膜的可控制备及表征

为了提高血管支架医用钛合金表面的亲水性和抗溶血作用,采用阳极氧化工艺在近β型TLM(Ti-25Nb-3Mo-2Sn-3Zr)医用钛合金表面构建了具有纳米孔/纳米管三维结构二氧化钛(TiO2)纳米薄膜,并对其结构和性能进行表征.研究结果表明:通过控制一次阳极氧化电压和时间可获得具有上层为无序纳米孔、中层为有序纳米管、底层为有序纳米孔的三维结构TiO2纳米薄膜,该薄膜为无定形态;而采用二次阳极氧化工艺获得了纳米孔互贯网络的TiO2纳米薄膜,该薄膜表面更加平整,且表面孔隙率大、亲水性好,同时具有比一次阳极氧化薄膜更好的抗溶血作用,这为其应用于血管支架方面打下基础.     

硅基多孔阳极氧化铝模板的制备研究

利用电子束蒸发在硅衬底上制备Al膜,并制备硅基阳极氧化铝(AAO)模板;利用X射线衍射和扫描电子显微镜对模板的结构和形貌进行了表征;利用计算机对阳极氧化电流的实时观测监控了硅基AAO模板的自组装过程.优化了制备孔洞规则的高质量硅基阳极氧化铝模板的条件,该模板对进一步研究硅基AAO模板多铁功能纳米管线及相应的器件奠定了基础.     

在AAO模板上用溶胶—凝胶法制备TiO_2纳米管阵列

用二次阳极氧化法在草酸电解液中制备出有序多孔阳极氧化铝(AAO)模板,采用溶胶-凝胶法在负压辅助条件下用钛酸四丁脂Ti(OC_4H_9)_4为TiO_2前驱体溶胶浸渍AAO模板,450℃下热处理制备长度和孔径可控的TiO_2纳米管的阵列结构.剥离去除模板后,用FE-SEM、XRD对产物形貌、晶型进行表征和分析.结果表明,制备的TiO_2纳米管长约3μm,外径130 nm,内径100 nm,与AAO模板的孔径相当,且单根TiO_2纳米管分散性较好,管与管之间无团聚,说明负压辅助可提高TiO_2纳米管的连续性.XRD分析显示,TiO_2纳米管呈锐钛矿相晶型.     

氢氧化钠刻蚀多孔氧化铝表面形貌与疏水性能相关关系

以多孔阳极氧化铝(AAO)膜为基材,用氢氧化钠溶液进行化学腐蚀,控制适当的条件,得到了不同形貌的AAO基氧化铝表面.采用氟硅烷修饰后,对其进行了接触角测试、X射线光电子能谱(XPS)分析和扫描电子显微镜(SEM)形貌表征.结果表明:刻蚀过程中,AAO膜多孔表面层及多孔本体层中孔壁较薄的部分首先被溶断,样品干燥过程中,在水的表面张力的作用下形成了沟壑状微米级狭长裂缝.当AAO膜本体层大部分孔壁被溶断后,就形成了氧化铝纳米线.在其自身重力及水的表面张力的作用下,氧化铝纳米线聚积成微米级簇状结构,从而形成蜂巢状微米纳米相结合的双尺度阶层结构.这种蜂巢状结构修饰氟硅烷后,其对水的静态接触角(151.7°)远远高于氟硅烷修饰的纳米孔洞结构表面(138.3°)和光滑表面(101°).     

运用有效介质理论研究Au/AAO纳米复合结构的光学特性

运用Maxwell-Garnett(M-G)有效介质理论模拟了Au/阳极氧化铝(AAO)纳米有序阵列复合结构在200~2 500 nm波段内的光学常数,并研究了300~1 000 nm波段Au组分的体积分数及长径比对Au/AAO复合结构的光学常数n和k的影响.结果表明,Au组分的体积分数和长径比对Au/AAO复合结构的光学常数有较强的调制作用.同时发现,Au组分体积分数对Au/AAO复合结构吸收、反射特性有较大影响.     

草酸溶液中Al~(3+)对AAO模板有序性影响

采用不同Al~(3+)浓度的草酸溶液,在恒压条件下制备了阳极氧化铝(AAO)模板.通过分析其表面形貌和Al~(3+)浓度的关系,得出Al~(3+)浓度增大时电迁移电流与浓度扩散电流反向相抑制,结合伯努利方程分析出孔洞内产生的Al~(3+)进入溶液中的速度变慢,与反向运动的氧离子在孔洞口形成氧化物.尤其当Al~(3+)趋于饱和时,形成大量氧化物,导致纳米孔被封闭.而孔洞中的Al~(3+)在电压驱动下的迁移导致孔壁受到挤压,从而产生孔洞的破裂.     

AAO模板外表面自组织纳米孔洞的差异性研究

以草酸为电解液,分别用一次阳极氧化法和二次阳极氧化法制备了阳极氧化铝（AAO,anodic aluminum oxide）模板,在较大范围内得到了纳米孔分布均匀、孔洞大小均一、尺寸可控、排列有序的双通模板．采用扫描电镜（SEM）对其形貌进行表征,发现一次阳极氧化法制得的AAO模板的反面孔洞排列较为规则,而正面的孔洞排列规则性明显不如反面;二次阳极氧化法制备得到的模板正、反面孔洞的排列都比较规则．比较了模板正、反面纳米孔洞的差异,并结合阳极氧化过程中电流的变化,探讨了自组织孔洞的形成机理．目前尚未发现关于纳米孔洞差异性及原因分析的文献报道．     

具有特殊三维孔道结构的阳极氧化铝模板的制备

采用循环变压法制备具有特殊三维孔道结构的阳极氧化铝(AAO)模板,通过改变电解液、反应温度、电压循环方法和扩孔条件,制备出具有两种不同孔道结构的AAO模板,并通过扫描电镜对其进行了表征.这种特殊三维结构AAO模板可用于制备新型"左手"媒质.     

利用具有离子选择性的纳米通道实现浓度梯度差发电

利用纳米多孔阳极氧化铝膜的纳米孔阵列,实现了浓度梯度差发电.通过纳米孔阵列两侧浓度梯度差的改变,分析了输出功率与浓度梯度差的关系,并报道了短路电流和开路电压随时间的演化规律.基于纳米孔与输运离子的静电相互作用原理,我们发现平均孔径约25 nm的纳米多孔阳极氧化铝膜对离子输运具有选择透过性.进一步,通过引入纳米颗粒对纳米多孔阳极氧化铝膜进行修饰,输出功率提高了近18倍,而且纳米孔阵列的离子选择性发生变化.我们初步认为这可能与纳米颗粒与纳米孔阵列的复合结构的离子选择性相关.     

退火对阳极氧化铝模板特性的影响

利用阳极氧化法以草酸为电解液制得高度有序的阳极氧化铝(AAO)模板,本文研究了退火温度对AAO模板的表面形貌、结构、吸收光谱的影响.发现1 100℃的退火使AAO模板的形貌发生了改变;退火温度到达1 250℃时,模板表面完全熔融并出现龟裂.800℃和1 100℃分别是AAO模板由非晶态向γ-Al2O3和α—Al2O3转...     

多孔阳极氧化铝模板的制备与表征

以硫酸、草酸和磷酸分别作为电解液,利用电化学法制备了阳极氧化铝模板(AAO).实验发现,电解液成分的不同对模板的孔径和有序度影响很大.硫酸电解液制备的AAO模板孔径最小,孔洞有序度较高,孔密度最大,磷酸电解液制备的AAO模板孔径最大,有序度较差,孔密度最小,而且孔道中出现了Y型的分叉.实验中改进了去除AAO模板背面阻挡层的方法,有效地解决了浸泡方法对模板表面腐蚀严重的问题.实验总结了不同电解液制备AAO模板较佳的实验条件.     

用于快速、无损检测阳极氧化铝阻挡层厚度的光谱方法

报道一种用于快速、无损检测阳极氧化铝（Anodic Aluminum Oxide,AAO）阻挡层的光谱方法.通过两步阳极氧化法制备了孔径均一,孔道相互平行的纳米孔氧化铝薄膜;用紫外-可见-近红外（UV-VIS-NIR）光谱仪研究了不同阻挡层厚度的样品的透射光谱;结果表明,在可见-近红外光范围内,有阻挡层的纳米孔氧化铝薄膜的透射光谱出现振荡波,而且其波峰（谷）的数目与AAO的阻挡层厚度成线性关系,其线性相关系数为0.99979.这一发现为快速无损检测AAO阻挡层厚度提供了一种简单而高效的方法.     

用AAO模板及脉冲激光溅射制备量子点阵

 利用多孔阳极氧化铝(anodic aluminum oxide,AAO)作为模板,采用准分子脉冲激光溅射方法(pulsed laser deposition,PLD)成功制备了光荧光材料La_0.95Eu_0.05BaB₉O₁₆的量子点阵,用扫描电镜表征了AAO模板和制备的量子点阵,测量了靶材和量子点阵的光荧光谱.讨论了用此方法制备的量子点阵的结构和发光特性.证明此方法可为未来制备其它材料的量子点阵开辟了一条途径.     

铁电聚合物P(VDF-TrFE)纳米结构阵列的构筑及其在有机聚合物太阳能电池中的应用

采用两步阳极氧化法制备了孔径均匀的多孔阳极氧化铝(AAO)模板,利用纳米压印技术构筑了高度规整的聚偏二氟乙烯-三氟乙烯共聚物P(VDF-Tr FE)纳米结构阵列,并通过压电力显微镜(PFM)直观地观测P(VDFTr FE)纳米结构阵列的极化翻转行为,结果表明具有择优取向的P(VDF-Tr FE)纳米结构阵列具有较低的矫顽场.将这一结构应用到聚合物太阳能电池正极与半导体聚合物层间,并成功通过外部极化电场的变化实现了对太阳能电池效率的调控.通过对太阳能电池性能的测试发现,不同的极化方向对太阳能电池效率具有十分重要的影响,其中当铁电层呈现电负性时,器件的光电转化效率提高了25%.     

钛表面制备多孔氧化膜的研究

以硫酸和磷酸为电解液,工业纯钛为阳极,不锈钢为阴极,恒电流阳极氧化的方式在钛表面直接获得TiO2多孔氧化膜,经过500℃热处理,促进氧化膜由非晶体向晶体的转变.采用扫描电镜和X射线衍射对阳极氧化膜的形貌和结构进行了分析,研究了电流密度、电解液种类以及浓度对TiO2多孔氧化膜形态和晶型的影响,并探讨了其形成机理.结果表明,以磷酸为电解液时钛表面仅生成锐钛矿相的TiO2,而以硫酸为电解液时钛表面生成锐钛矿和金红石两种晶相的TiO2.     

阳极氧化铝模板高有序孔的形成机理综述

阳极氧化铝模板法是合成纳米阵列材料的最常用的方法,然而有关氧化铝纳米孔的形成机理却没有达到统一的认识.利用26篇文献综述了氧化铝膜的理想结构和电场辅助的溶解模型、体积膨胀的应力模型、稳态孔的生长模型、临界电流的密度模型和梅花结构模型等5种不同的氧化铝纳米孔形成机理,最后对氧化铝模板的应用和发展前景提出了展望.