сиду алюмінію після першого анодного окислення: а) поверхня оксидної плівки; б) нижня частина мембрани (мікрофотографія отримана після селективного розчинення алюмінію).
Рис.1.4 - поверхня пористої плівки оксиду алюмінію після другого анодного окислення.
. Технологія nanoimprint
Технологія nanoimprint, полягає в попередньому нанесенні на рівну поверхню алюмінію невеликих поглиблень, в яких і відбувається утворення пір при подальшому окисленні. Для отримання таких заглиблень застосовується спеціальний штамп з періодичними виступами, виготовлений за допомогою рентгенівської або електронно-променевої літографії, що дозволяють отримати високий дозвіл в межах 25Нм.
Головною перевагою технології Nanoimprint є багаторазове використання штампа, що робить даний метод досить технологічним і економічним. Так само для технології nanoimprint немає обмежень пов'язаних з вторинними електронами, дифракцією і ефектами розсіювання [2].
Дана технологія дозволяє отримувати впорядковані пористі структури з різним упаковкою (гексагональної, тетрагональної, а також більш складної) і різним поперечним перерізом пір (ромбоедрична, квадратним, круглим і т.д.).
Рис.2.1 - Дані скануючої електронної мікроскопії з плівки пористого оксиду алюмінію, отриманої окисленням алюмінію з нанесеними заглибленнями на його поверхню при 195В в 0.1 M H3PO4 протягом 10:00: а) поверхня плівки, б) поперечний розтин.
Слід пам'ятати, що відстань між сусідніми порами залежить від напруги. Таким чином, анодне окислення з друкованими заглибленнями на поверхні слід проводити при напрузі. Мікрофотографії плівки пористого оксиду алюмінію отриманої із застосуванням описаної методики наведені на малюнку 2.1.
3. Морфологія плівок пористого AL 2 O 3
У процесі тривалого анодного окислення відбувається самовпорядкування пір, яке пояснюється за допомогою моделі механічних напружень, викликаних силами відштовхування між сусідніми порами (рис. 3.1).
Рис.3.1 - Об'ємне розширення алюмінію при анодному окисленні.
Основними положеннями, розглянутими у цій теорії, є:
. Окислення відбувається на межі розділу метал/оксид головним чином за рахунок міграції кисневмісних іонів (O 2- або OH -) з електроліту.
. При утворенні пористого оксиду алюмінію частина іонів Al 3+, диффундирующих через оксидний шар, переходить у розчин, не вносячи внесок у зростання оксидної плівки.
. У результаті рівноваги між розчиненням оксиду на межі розділу оксид/електроліт і утворенням оксиду на межі метал/оксид відбувається зростання пір перпендикулярно поверхні алюмінію.
. Об'ємне розширення при утворенні оксиду на межі розділу оксид/метал призводить до виникнення стискаючих напруг в площині плівки, які і є рушійною силою впорядкування пір. Розширення у вертикальному напрямку сприяє зростанню стінок пор вгору.
Згідно з дослідженнями, ступінь об'ємного розширення матеріалу залежить від напруги анодування і впливає на взаємне розташування пір, тобто визначає освіту самовпорядкування або хаотичною структури. Оптимальними умовами формування самовпорядкування пористої структури оксиду алюмінію є? ? 1,2. Навіть незначне відхилення? від цього емпірично знайденого значення призводить до різкого зменшення розмірів областей з упорядкованим розташуванням пір.
Структура пористих плівок анодованого оксиду алюмінію, отриманих методом двостадійного окислення, не позбавлена ??дефектів. Можна виділити два основних типи дефектів: точкові і протяжні.
Відсутність пір в разі утворення точкового дефекту призводить до помітного спотворення форми сусідніх пір. Протяжними дефектами є границі доменів. Усередині кожного домена пори утворюють регулярну двовимірну гексагональну сітку, проте домени в цілому разоріентіровать відносно один одного [2].
. Пористий AL 2 O 3 в якості темплатів для синтезу нанониток і нанотрубок з контрольованим діаметром і високою геометричній анізотропією
Важливою перевагою використання плівок пористого Al2O3 для отримання ниткоподібних наночастинок є можливість застосування електроосадження, основними достоїнствами якого є:
? простота реалізації і можливість отримання широкого спектру матеріалів;
? можливість контролю кількості впровадженого речовини на основі закону Фарадея;
? можливість контрольованого створення сильно анізотропних наноструктур з урахуванням варіації режимів осадження, форми і ко...
