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，其制備工藝簡單，孔徑可調范圍大，在材料制備，光子晶體等應用上都有很好的前景。本論文主要內容為介紹一種改良的兩步氧化法，并探討了各實驗因素對模板形貌的影響。另外，我們還利用光譜探測的手段研究了模板的光學常數(shù)，并探討了模板分叉結構的形成機理。
　　本文首先簡單介紹了納米技術的概念和主要表征手段。接著詳細介紹了多孔陽極氧化鋁的研究進展，包括 PAA膜的結構模型、形成機理、制備工藝和主要應用幾個方面，力求對

2、PAA膜有全面和精確的認識。
　　我們在常規(guī)的兩步氧化法與高場陽極氧化法的基礎上，提出了改良的兩步氧化法，我們在草酸溶液進行第一次高場陽極氧化，再在磷酸溶液中進行第二次低場陽極氧化實現(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氧化出現(xiàn)孔中孔結構的缺陷，打破了使用磷酸溶液時必須超過160V氧化電壓的限制。改良兩步氧化法成功的關鍵是一次氧化留下的高度有序的凹坑的引導作用。我們進一步討論了氧化電壓，溶劑

3、組成，水浴溫度等實驗因素的影響。一次氧化電壓決定了孔間距，孔徑可以通過改變溶劑組成，水浴溫度以及二次氧化電壓來調節(jié)，反應溫度可以擴展到20℃，通過生長速率公式我們計算出反應能。
　　為研究使用兩步氧化法得到的氧化鋁模板的光學性質，基于透射譜，我們使用修正過的四層介質模型來計算其隨波長變化的折射率，并結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引起的，并受到氧化鋁分子結構的影響。