基于氧化铝模板法制备形状可控的金属纳米线

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1、摘要纳米材料器件化通常要求其制备过程具有可控性，其中形状控制是纳米材料可控制备研究的一个重要方面，这也是当前纳米科技领域的一个前沿和热点研究课题。本工作旨在探索一种基于多孔氧化铝模板法来可控制备不同形状一维纳米材料的方法，选择不同孔结构的多孔氧化铝膜作为模板，通过电化学方法可以获得包括Y形状、双束状、多级枝状以及具有梯度直径变化和周期性树芽状等多种形状的金属纳米线，初步实现了一维纳米材料的形状可控。1)以1／√互的倍数逐级降低阳极氧化电压可以获得多种复杂孔结构的多孔氧化铝模板，通过电化学沉积方法可以在这些模板的孔里分别形成包括Y形状、双束状及多级枝状的金属纳米线。枝状金届纳米线的干和枝

2、均为单品结构，其直径大小分别依赖于初始电压和逐级降低后的电压。这些枝状的一维纳米结构既可以作为未来纳电子器件的功能组件．又能用做连接组件，具有诱人的发展前景。2)以硫酸和草酸为电解液，在适当的起始电压下，以i．5V／min匀速升高或降低电压，可制备出具有梯度孔径的多孔氧化铝模板。通过电化学沉积方法可以在这些模板的孔里形成具有一维梯度直径变化的金属纳米线。在硫酸电解液中可以制各出孔径梯度在12—3Inm之间变化的多孔氧化铝模板，相应的金属纳米线的直径也在12~3lnm范围内梯度变化；在草酸中阳极氧化所形成的氧化锚模板的梯度孔径变化范围为11～55nm，所制各的金属纳米线也有相应的梯度直径

3、变化。这些梯度直径变化的金属纳米线均具有单晶结构，可能拥有一些奇异的一维梯度性能，因而有可能是一种新型梯度功能材料。3)通过控制阳极氧化电压在39V,-．41V之问剧期性的变化，可制备出周期性树芽状孔结构的氧化铝模板，在这种孔结构的模板里通过用电化学沉积法可以获得具有周期性树芽状的金属纳米线，树芽状纳米线的主干和周期性出现的“芽孢”都是单晶结构，这种周期性一维纳米结构有可能呈现一些新颖的周期性电、磁性能，孕育着十分丰富的科学内涵。关键词：阳极氧化的多孔氧化铝模板；电沉积；多级枝状金属纳米线：梯度直径金属纳米线：周期性树芽状金属纳米线。AbstractNanodevicesrequire

4、acontrollablefabricationofnanomaterialsinshape．sizesanddimension．Amongthem，shape-controllablenanomaterialhascausedmoreandmoreinterestsnowadays．Inthispaper,wepreparedshape-controllablenanowiresbasedontheporousanodicaluminumoxide(AAO)template．ApplicationoftheporousAAOtemplatewithdifferentporestruc

5、turecallobtainmetalnanowireswithdifferentshapes(i．e．Y-branched，two—levelbranched，morecomplextree—likenanostructures，aswellasdiameter-gradedandperiodictree·budnanostructures)byelectrochemicaldeposition．Preliminaryourresearchshowsthatsomeone-dimensionnanomaterialscanbeshape—controllable．1)Theporou

6、sAnodicaluminumoxide(从O)templateswithvariousbranchedporeswerepreparedthrougllone-ormulti·stepvaryingtheanodicvoltagebyafactorofI／～／2during柚anodizationofaluminum．mcorrespondingbranchedmetalnanowiresfi．e．Y-branched，two-levelbranchedandmorecomplextree-likenanostructures)wereachievedbyelectrodeposit

7、ingmetalintothebranchedporesoftheporousAAOtemplate．Thestemandbranchesofthebranchedmetalnanowiresarcsingle-crystalline．ThesebranchedmetalnanowiresCanbemadeasfunctioncomponentofnanodevicesandconnectcomponent，whichmaybeofgreatf