多孔鋁納米陣列的制備及光學(xué)特性研究.pdf

1、近年來，鋁陽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。 本文在對國內(nèi)外有關(guān)陽極氧化鋁膜的研究狀況進(jìn)行充分調(diào)研之后，從研究陽極氧化鋁膜和含金屬陽極氧化鋁膜的光學(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部分： 第一章緒論部分，對納米材料的研究進(jìn)展、陽極氧化鋁膜的發(fā)展和以陽極氧化鋁膜為膜板研制的新型功能材料進(jìn)行了概述，并對本論文的工作進(jìn)行了說明。 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，對陽極氧化鋁膜的制備方法和過程進(jìn)行了詳細(xì)的說明，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、通過控制二次氧化過程中的氧化電壓，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)為對于下一步制備具有線柵結(jié)構(gòu)的金屬納米材料來說，線型結(jié)構(gòu)的孑L徑具有好的偏振特性，因此對于開發(fā)陽極氧化鋁膜的進(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)。 第三章對含銅陽極氧化鋁膜的微結(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程中的氧化電壓，制備了不同孔徑大小的陽極氧化鋁膜，采用交流電沉積的方法，制備了含銅陽極氧化鋁膜。 1、XRD圖譜和SEM圖像顯示陽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、樣品消光比的測試表明，隨著膜板氧化電壓的升高，銅納米線的直徑增加，對S分量的損耗低于對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)，比較了含銅陽極氧化鋁膜和含鈷陽極氧化鋁膜的光學(xué)特性，并制備了含鈷銅合金的陽極氧化鋁膜。 1、含鈷陽極氧化鋁膜在近紅外波

6、段具有良好的消光比，且消光比隨沉積時間的增長而減??；含鈷陽極氧化鋁膜具有磁致偏光效應(yīng)，這種退偏效應(yīng)會隨著磁場變化而變化，在磁化飽和后隨磁場增大而增強(qiáng)，2、比較含銅陽極氧化鋁膜和含鈷陽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無磁致退偏效應(yīng)。 3、通過改變鍍液的成分和控制電鍍電壓，的確能在陽極氧化鋁膜板中生成合金，