高质量规则多孔氧化铝模板的制备

在合适的条件下利用阳极氧化高纯铝片，可以获得多孔结构的氧化铝，其孔径大小和排列方式都很均匀.由于孔的深度不受限制，因此可以制备出孔深很大的多孔氧化铝.这种多孔结构可以用作制备纳米材料的模板.利用0.3mol/L的草酸溶液在40V的直流电压下，采用二步氧化法获得了高质量的氧化铝多孔模板，其典型孔径值为40—70nm，孔间距约110nm，深度可达毫米量级.分析了溶液温度对结果的影响，比较了单步法和两步法获得的样品的多孔结构，认为低温下的二步氧化法可以获得很好的多孔氧化铝模板. 关键词： 纳米材料 多孔氧化铝 二步氧化法     

纳米压印多孔硅模板的研究

纳米压印模板通常采用极紫外光刻、聚焦离子束光刻和电子束光刻等传统光刻技术制备,成本较高.寻找一种简单、低成本的纳米压印模板制备方法以提升纳米压印光刻技术的应用成为研究的重点与难点.本文以多孔氧化铝为母模板,采用纳米压印光刻技术对纳米多孔硅模板的制备进行了研究.在硅基表面成功制备出纳米多孔阵列结构,孔间距为350—560 nm,孔径在170—480 nm,孔深为200 nm.在激发波长为514 nm时,拉曼光谱的测试结果表明,相对于单面抛光的硅片,纳米多孔结构的硅模板拉曼光强有了约12倍左右的提升,对提升硅基光电器件的应用具有重要的意义.最后,利用多孔硅模板作为纳米压印母模板,通过热压印技术,成功制备出了聚合物纳米柱软模板.     

高质量多孔氧化铝模板的制备

在草酸电解液中研究了阳极氧化法制备多孔氧化铝模板(AAO模板)。采用场发射扫描电子显微镜对多孔模板的形貌进行表征,结果表明:模板孔的分布均匀有序,孔径在40~70 nm;电解液浓度、氧化电压、氧化温度和氧化时间都会影响模板的形态;不经过高温退火及抛光也可以制得规则排布的多孔AAO模板。X射线衍射分析表明:氧化铝膜的主要成分为非晶态Al2O3。     

含钴阳极氧化铝膜的磁致偏光特性

用电化学法制备了高度有序的多孔阳极氧化铝模板,选用CoSO4溶液为电解液,用交流电化学沉积法在多孔阳极氧化铝的柱形微孔内制备含钴纳米线有序阵列.分别用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪对多孔阳极氧化铝模板和纳米线阵列的微观形貌和结构进行分析,结果显示阳极氧化铝膜内确有钴生成,且钴纳米线中的晶粒在生长过程中有(100)晶面...     

电子束蒸发法在多孔氧化铝膜上制备银纳米点阵列

采用二步阳极氧化法在草酸溶液中制备了高度有序的多孔阳极氧化铝(Porous Anodic Alumina,PAA)薄膜。以多孔氧化铝薄膜为模板,采用真空电子束蒸发的方法在多孔氧化铝模板上制备出了高度有序的金属银纳米点阵列体系。扫描电镜(SEM)测试结果表明,所制备的金属银纳米点阵列与多孔阳极氧化铝膜的多孔阵列具有完全相同的有序结构,阵列中银纳米颗粒的形状接近球形,其直径大约为70nm,与氧化铝模板的孔径基本一致。研究了高度有序银纳米点阵列的形成过程。     

一种可控纳米柱阵列的研制

在一次阳极氧化法制备多孔氧化铝(anodized aluminum oxide,AAO)的基础上,进行了二次、三次、四次氧化制备AAO,并对多次氧化制备多孔AAO的电流变化曲线和模板表面的形貌特点等进行了比较分析.二次、三次、四次氧化制备的AAO纳米孔孔径依次增大、孔间距减小,而模板表面的纳米孔有序性分布没有明显变化.控制一次氧化AAO模板的除膜时间,～10 min即可得到孔径规则、高度有序的AAO膜.最后,利用所制备的不同孔深和孔径的AAO为模板,通过热纳米压印复制技术制备了长度和直径等性质可控的PMMA纳米柱阵列. 关键词： 纳米柱阵列 聚甲基丙烯酸甲酯 多孔氧化铝模板 多次氧化法     

多孔氧化铝模板催化制备定向碳纳米管阵列

在不加过渡金属做催化剂的前提下,利用化学气相沉积法在二次阳极氧化法制得的多孔氧化铝模板中制备沉积了定取向碳纳米管阵列。考察了不同沉积温度以及退火处理对沉积结果的影响。温度达到600℃以上时,能得到开口的、定取向的多壁碳纳米管阵列；当沉积温度降至550℃左右时,沉积结果中存在碳纳米管、纳米纤维以及类似于弯曲的竹节状的结构；温度继续降低至500℃以下时,不能得到碳纳米管或碳纳米纤维；从实验结果中可以得出,在氧化铝模板中沉积碳纳米管过程中氧化铝起到了催化乙炔裂解以及催化沉积的碳石墨化成碳纳米管两种作用。另外,退火处理虽然能够提高沉积的碳纳米管的石墨化程度,但是也可能会引入新的缺陷。     

阳极氧化铝模板表面自组织条纹的形成

对未经化学抛光处理的Al进行阳极氧化得到阳极氧化铝模板，发现Al表面形成了条纹与多孔阵列共存的自组织结构，用原子力显微镜对这种结构进行了研究.借助Brusselator模型对条纹的形成机理进行了讨论，认为条纹图案是Al表面氧化层/电解液界面的Al₂O₃在整个反应过程中的生成和溶解两个过程相互竞争导致的，只有在特定的反应条件才会出现高度有序的结构. 关键词： 氧化铝模板（AAO） 原子力显微镜（AFM） 自组织条纹 Brusselator模型     

Co纳米孔洞模板的制备和磁性

利用纯度为995%的Al片进行阳极氧化,制成多孔氧化铝,通过两步纳米复合,制备了金属Co纳米孔洞模板.分别用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)和振动样品磁强计(VSM)对样品进行了测试分析TEM观察的结果显示,模板孔洞分布均匀、局域有序,平均孔径为30nm左右,孔心距约为59nm;XRD测试的结果表明,模板是Co的多晶,并且具有明显的(002)取向;VSM测得模板的矫顽力为6164×104Am,比Co的块材有很大提高 关键词： 纳米孔洞模板 电化学 矫顽力     

脉冲激光沉积法制备的纳米硅薄膜的结构与光学性质

采用二次阳极氧化法,制备了多孔氧化铝模板。在真空背景下,用脉冲激光沉积法,在多孔氧化铝模板上沉积一层硅,制成了硅与多孔氧化铝的复合膜,然后用盐酸将多孔氧化铝模板完全腐蚀掉,制备均匀分布着硅纳米线的硅膜。用扫描电子显微镜、X射线衍射、光致发光对纳米硅的结构和光学性质进行了测试分析。结果表明:硅纳米线的直径约为67.5nm,长度约为100nm,数密度约10¹¹/cm²。光致发光谱是可见光范围内的一个宽发射峰,上面叠加了许多具有精细结构的尖峰,尖峰之间的波长间隔不相等,但能量间隔相等。分析了样品的结构特点,利用量子限制模型和表面发光中心模型对光谱进行了解释,提出了一个新的能级模型,求出了各个尖峰对应激发态能级的量子数。为探讨纳米硅的发光机制和实现硅发光器件的制备提供了实验依据。     

AAO模板吸收光谱变化及红移现象研究

阳极氧化铝(AAO)模板作为一种制备表面增强拉曼散射光谱(SERS)基底的工具被广泛使用。为了制备SERS效果更好的基底, 研究AAO模板自身的属性显得极为重要。本文以0.4 mol/L的草酸为电解液制备出高度有序的AAO模板。发现其吸收光谱在203、250、275 nm处有三个吸收峰, 其中203和275 nm处的吸收峰, 分别由F心(带两个电子的氧空位)和F+心(带一个电子的氧空位)产生。而250 nm处的吸收峰, 由制备过程中引入的草酸根离子产生。并给出了随着退火温度升高250、275 nm的吸收峰消失的合理解释。通过对不同氧化时间、氧化电压下制备的AAO模板吸收光谱的研究, 发现延长氧化时间对AAO模板吸收带边的红移影响不大, 而升高氧化电压则使AAO模板的吸收带边出现了明显红移。表明氧化电压的升高对AAO模板的内部结构及缺陷的变化影响极大。     

Nanoscale carbon tubules deposited in anodic aluminium oxide template： a study of soft x-ray transmission

Well-aligned, catalyst-free nanoscale carbon tubules array was prepared by organic compound vapour deposition method using anodic aluminium oxide (AAO) as a template. The experiment of soft x-ray channelling in such carbon tubules array deposited in AAO template was performed at Beijing Synchrotron Radiation Facility. The transmission of x-rays in carbon tubules array with AAO template support was found even higher than that in bare AAO template at high-energy part of energy spectrum though the porous area of the former was smaller than that of the latter. A qualitative explanation is presented to interpret our results.     

金属铜纳米孔洞阵列膜制备方法研究

以多孔阳极氧化铝膜(anodic aluminum oxide，AAO)为模板，用真空蒸镀法复制了金属铜的纳米孔洞阵列膜，SEM结果表明，制备得到的金属铜纳米孔洞阵列膜形貌与AAO膜一致.此方法简单易行，能大规模生产，为纳米膜的工业化复制提供了一种新的工艺，为纳米线、纳米管等纳米阵列材料的合成与组装提供了有利的条件. 关键词： AAO模板 真空蒸镀 金属铜纳米孔洞阵列膜 纳米复制     

模板法合成金属-分子-金属异质结及表面增强拉曼光谱研究

采用交流电沉积技术在阳极氧化铝(AAO)模板中沉积不同的金属纳米线, 以对巯基苯(1,4-BDT)为耦联分子, 通过自组装在模板内组装金属纳米粒子, 由此构建金属纳米线-分子-金属纳米粒子的异质结。以异质结内的分子为探针, 采用表面增强拉曼光谱(SERS)研究了异质结的增强行为,通过探针分子的SERS信号表达异质结的组成,并以异质结作为模型研究其SERS机理。研究结果表明该方法可成功构建异质结, 同一取向的异质结的SERS信号较随机取向的SERS信号强。     

AFM study of gold nanowire array electrodeposited within anodic aluminum oxide template

Uniform gold nanowires were synthesized by electrodepositing the gold under a very low ac frequency in the pores of an anodic aluminum oxide (AAO) template. The surface of the Au/AAO composite is very even and appeared purplish red. Atomic force microscopy observation indicates that the template membranes we obtained have hexagonally close-packed nanochannels. The gold nanowire array is very orderly arranged after partially dissolving the aluminum oxide membrane. Gold nanowires were also characterized by transmission electron microscopy and the phase structure of the Au/AAO composite was proved by X-ray diffraction. Received: 19 April 2001 / Accepted: 28 April 2001 / Published online: 27 June 2001     

Controllable fabrication of highly ordered thin AAO template on Si substrate for electrodeposition of nanostructures

In this work, simple fabrication of hexagonally highly ordered porous anodic aluminum oxide (AAO) of Al thin film (1 μm) on Si substrate is described using two-step anodization method for electrochemical synthesis of nanostructures. In this method, the templates were prepared under the controllable conditions of the parameters, which give rise to the possibility of highly ordered nanopore arrays with a well aspect ratio. Pore widening was then fulfilled in 5 wt% phosphoric acid solution at 25 °C. The pore diameter and spacing are proportional to the applied voltage, which is due to the mechanical stress associated with the volume expansion of the aluminum during the anodization according to the mechanical stress model. Pore-widening solution adjusted the pore diameter and thinned the AAO barrier layer at room temperature under the control of etching time. As an application, Cu nanorods arrays embedded in anodic alumina (AAO) template were fabricated by dc electrodeposition. The characterization of the AAO templates and the Cu nanorods produced was made by X-ray diffraction, field emission scanning microscope, energy dispersive X-ray spectroscopy and atomic force microscope (AFM). The images of AFM show that porous AAO template under constant voltage is 40 V which presents the optimum ordering.     

Photoluminescence from Nd Doped Anodic Aluminium Oxide

We prepare Nd doped anodic aluminium oxide （Nd：AAO） template by using Nd doped aluminium foils through two-step anodization processes. Photoluminescence （PL） from the Nd：AAO template with the annealing temperature higher than 400℃ is observed, and the PL intensity enhanced with the increasing annealing temperature is found. We investigate the crystallization of Nd：AAO template and the excitation wavelength dependence of PL intensity, showing that the PL results from the Nd doped in the template. The approach presented may probably facilitate the fabricating of AAO with good light-emitting property, which can be used in fabrication of multifunctional nanosized films and may find applications in photonic devices.     

钛酸锶钡纳米管的制备及其红外吸收性能研究

首次采用溶胶凝胶法结合通孔阳极氧化铝模板, 成功制备出了钛酸锶钡纳米管. 该制备工艺简单、易实现而且成本低. 首先制备通孔阳极氧化铝模板和钛酸锶钡溶胶, 然后通过浸渍加上匀胶的方法将钛酸锶钡溶胶引入到通孔阳极氧化铝模板的纳米孔洞中, 最后在650℃下煅烧1 h形成钛酸锶钡纳米管. X射线衍射(XRD)证明, 制得的钛酸锶钡纳米管为立方钙钛矿相, 主要沿(110)晶向生长. 扫描电子显微镜(SEM)显示, 钛酸锶钡纳米管外径、内径和管长分别为75 nm, 50 nm, 16 μm. 傅里叶变换显微红外光谱仪(FTIR)测试结果表明在波数为1350-1650 cm^-1红外波段, 阳极氧化铝/钛酸锶钡纳米管复合结构较钛酸锶钡薄膜有两处明显的吸收峰, 吸收峰位于1470和1550 cm^-1处, 与通孔阳极氧化铝模板相比其吸收峰强度高出一倍, 最后分析了出现这一现象的可能原因.     

强辐射源用铜纳米线阵列靶的结构与性能

 采用多孔阳极氧化铝（AAO）模板脉冲电沉积法制备了强辐射源用铜纳米线阵列靶,并用扫描电子显微镜（SEM）、能谱（EDS）和X射线衍射（XRD）对其进行了结构表征。结果表明：去除AAO模板后铜纳米线平均直径比去除AAO模板前的平均孔径大32%,长度缩短5%。对电沉积2 000 s的样品进行铜纳米线长度分布表征,结果显示:距离模板圆心越远,铜纳米线越长。与超短脉冲激光相互作用实验结果表明:纳米线平均长度在18~50 μm范围内,铜Kα光子产额先随纳米线长度增加而增加,当长度大于33 μm时,铜Kα光子产额开始下降。