Зміст
Введення
. Синтез плівок пористого оксиду алюмінію
2. Технологія nanoimprint
3. Морфологія плівок пористого AL2O3
. Пористий AL2O3 в якості темплатів для синтезу нанониток або нанотрубок з контрольованим діаметром і геометричної анізотропією
5. Мембрани з нанопористого оксиду алюмінію в якості чутливих елементів
. Керовані матричні автоемісійним катоди на основі пористого оксиду алюмінію
Висновок
Список літератури
оксид алюміній нанотрубка автоемісійний
Введення
Плівки пористого оксиду алюмінію з високою регулярністю ячеисто-пористої структури знаходять все більш широке застосування для формування наномембран, шаблонів для синтезу наноматеріалів, а також упорядкованих масивів анізотропних нанорозмірних структур в електронних, магнітних та фотонних приладах і тому є предметом інтенсивного вивчення.
Інтерес до таких структур пов'язаний з можливістю вивчення на їх прикладі як фундаментальних завдань (процеси самоорганізації і магнетизм в просторово-впорядкованих наносистемах), так і вирішення широкого кола прикладних питань, що стосуються отримання магнітних нанокомпозитів для пристроїв зберігання інформації з надвисокою щільністю запису. Так само, синтез анізотропних металевих наноструктур цікавий з точки зору створення матеріалів з величезним фактором шорсткості і питомої площі поверхні, що особливо важливо при створенні каталітично активних матеріалів.
Курсовий проект складається з вступу, розглянутих питань і висновку.
1. Синтез плівок пористого оксиду алюмінію
Синтез плівок оксиду алюмінію з високоупорядоченной структурою пор проводиться за методикою двухстадийного анодного окислення у водних розчинах електролітів. Для синтезу використовуються гальваностатичного, потенціостатичні і комбінований режими. Зростання оксиду Al відбувається на аноді:
а іони водню відновлюються на катоді:
Реакція, що протікає на аноді (Al) залежить від потенціалу електрода, температури і pH середовища, який у свою чергу визначається використовуваним електролітом.
У залежності від умов синтезу, зокрема від використовуваного електроліту, можуть утворюватися два типи анодних плівок, наведених на малюнку 1.1. Бар'єрний тип плівок може бути отриманий в не розчиняються оксид електролітах (5 lt; pH lt; 7), наприклад, в розчинах борної кислоти. Плівки пористого типу утворюються в слабо розчинюючих електролітах, таких як сірчана, фосфорна і щавлева кислоти.
Рис.1.1 - Схематичне зображення плівок оксиду алюмінію.
Обидва типи оксидних плівок алюмінію складаються з двох частин: внутрішнього і зовнішнього шару. Внутрішній шар являє собою чистий оксид алюмінію, в той час як зовнішній містить домішки різних іонів.
Схема отримання оксиду алюмінію з високоупорядоченной структурою пор наведена на малюнку 1.2.
Рис.1.2 - Двостадійна методика отримання оксиду алюмінію з високоупорядоченной структурою пор.
На першій стадії поверхню високочистого Al (не менше 99,99%) очищають. Потім алюмінієву підкладку піддають відпалу протягом 3:00 при 500? С для росту зерен металевого алюмінію (рис. 1.2 а). Для зменшення шорсткості поверхні алюмінію зазвичай проводять механічну або електрохімічну поліровку (рис. 1.2 б). Полірування, також як і великий розмір зерен, сприяють отриманню впорядкованої пористої структури оксиду алюмінію з великим розміром доменів. Після попередньої підготовки поверхні проводиться перше анодне окислення алюмінію [2], [3].
На початковій стадії процесу, що утворюються пори малоупорядочени (рис. 1.2В і 1.3а). Проте в результаті сил відштовхування між сусідніми порами в ході тривалого перший окислення відбувається самовпорядкування пористої структури. В результаті цього на межі розділу оксид/метал утворюється періодична структура з ретельним гексагональної упаковкою пір в Al 2 O 3 (рис. 1.3б). Після першого анодного окислення плівку Al 2 O +3 розчиняють у суміші CrO 3/H 3 PO 4, не зачіпаючи шару Al, щоб отримати репліку нижній частині оксидної плівки, що має впорядковану структуру (ріс.1.2г). У результаті подальшого (другого) анодного окислення при тих же умовах, що і при першому окисленні, вдається отримати плівку оксиду алюмінію з високим ступенем упорядкування пір (рис 1.2д і 1.4). При необхідності пори можна рівномірно розширити хімічним травленням (рис. 1.2е).
Рис.1.3 - пориста плівка ок...
