多孔氧化铝模板的制备及其光致发光性能

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1、摘要高纯铝在酸性溶液中阳极氧化会在其表面形成多孔氧化铝(porousanodicalumina,PAA)，孔径、孔间距尺寸小而可控，孔均匀性高且纵横比大，这些结构特点决定了它广泛地用作模板来合成一维纳米材料。本课题采用两步阳极氧化，在草酸和硫酸电解液中制备出了孔径在20-100rim的PAA。利用PAA的扫描电子显微镜(SEM)照片分析其孔结构，在此基础之上系统地研究了阳极氧化电压、草酸浓度和铝基体经不同温度退火后的组织对PAA结构和均匀性的影响；并根据阳极氧化过程中的电流密度变化分析了其影响机理。研究结果表明：阳极氧化电压升高，所得多孔氧化铝的孔径、孔间距呈线性增大；草酸浓度提高

2、，形成的多孔氧化铝的孔径呈线性增大、孔间距保持不变；铝基体退火温度升高，多孔氧化铝膜的均匀性提高。研究还发现，当阳极氧化电压大于60v,会形成氧化铝纳米线(aluminananowires，ANW)，结合PAA的结构和不同阶段试样表面的SEM照片分析了PAA中薄壁被击穿和ANW的形成全过程。对制各的PAA进行了光致发光性能测试。结果表明，PAA具有位于460mn左右的明显蓝色光致发光带，位于480．530ran之间的肩峰，随阳极氧化电压的升高向长波方向移动；随着阳极氧化电压升高发光强度降低、半峰宽增大。结合PAA的孔结构分析了这些发光性能的变化和PAA的发光机理。根据EDS结果分析

3、了草酸PAA和硫酸PAA发光强度的差异。采用化学沉积技术在PAA模板中简单地制备出直径在20．100nm的银纳米线阵列，x射线能谱(EDS)的分析结果表明制备的银纳米线纯度高。关键词：多孔氧化铝，氧化铝纳米线，光致发光，化学沉积，氧化铝模板ABSTRACTPorousanodicalumina(PAA)filmswor'eformedonthesurfaceofpurealuminumbyanodicoxidationinacidelectrolytes．TheporediameterandtheinterporedistanceofPAAareinnanometcrSCalean

4、dcanbecontrolledbytheanodizingconditions，andtheporesarrayisofhighurtiformityandwithhi曲ratiooflengthanddiameter．硼1echaractersmentionedpreviouslymakethePAAfilmsarewidelyused孵thetemplatestofabricateonedimensionnano-mateiials．Inthispaper,two．stepanodizationWaSusedtofabricatePA．Afilmswiththeporedia

5、meterrangesfrom20to100rim．intheelectrolyteofoxalicorsulfuricacid．BasedontheanalysisofporestructureaccordingtoSEMimagesofnUktheeffectsoftheanodizingvoltage．theconcentrationofelectrolyteandthestructureofaluminumannealedatdifferenttemplate011thestructureandtheuniformityofPAAwe舱researchedsystemati

6、cally．Ineddition,themechanicsoftheeffectswerestudiedaccordingtothechangeofcurrentdensityduringtheanodizing．111efollowingresultscallbeeoncluded：11璩porediameterandtheinterporedistanceincreaselinearlywiththeincreasingoftheanodizingvoltage．1heporediameterenlargesbutInterporedistancedoesnotalongwim

7、theIncreasingoftheconcen删onofoxalicacid．nleunifomaityofPAAwasimprovedwithincreasingtheannealingtemperatureofthealuminunl．Inaddition，alumInananowircs(ANW)weTeobtainedwhentheanodizingvoltageisabove60V．Thecollapsesofthethinllel"innerWallof