基于aao模板的zno基一维纳米线阵列的合成、表征与性能

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1、基于AAO模板的zno基一维纳米线阵列的合成、表征与性能摘要一维纳米材料及其有序阵列体系由于其新颖的物理、化学性质以及在许多领域所展示的潜在应用前景已成为当今纳米材料的前沿和热点。阳极氧化铝膜不仅制备工艺简单，而且具有孔径分布均匀、孔密度高、孔洞之间互相不连通，取向单一的特点，并且可以根据实际需要调整孔径大小和孔深，是模板的良好选择之一。近年来，以多孔阳极氧化铝为模板合成一维纳米结构材料受到了人们的关注，并获得了深入的研究。电化学沉积工艺作为一种传统的材料制备方法，也具有很多优点：①工艺简单，容易控制金属离子的沉积

2、量，便于实现大规模生产；②可以制备多种纳米材料，如：金属、合金、半导体等；③所制备的纳米线阵列的致密度高；④污染性小，且不需要复杂的后处理过程。将阳极氧化铝模板和电化学沉积技术结合，是制备纳米线阵列材料的一种很好的方法。本文的主要研究结果如下：1．利用二次阳极氧化法在0．3M草酸电解液和1．2M硫酸电解液中成功制备出不同孔径、高度有序的多孔氧化铝模板，并用SEM对模板的形貌进行了表征，为接下来的电化学沉积过程奠定了基础。2．在室温下，采用直流电化学沉积的方法，在氧化铝模板孔洞中合成了致密的Zn纳米线阵列，采用不同的

3、温度和时间对其进行氧化，最终获得了高质量的多晶ZnO纳米线阵列。用SEM、XRD对ZnO纳米线阵列的结构进行表征，用UV．Vis证明获得的ZnO纳米线的带宽与块体ZnO一致。3．首先采用电化学共沉积的方法在氧化铝模板中制备了Zn．Fe合金的纳米线阵列，然后将其在450。C的空气中保温35h，最终获得了高浓度的Fe掺杂的ZnO纳米线阵列。通过SEM、XRD、HRTEM、ED和EDS对其形貌、结构和化学成分进行了表征和分析，得知完全氧化的ZnO纳米线中Fe的原子比为22％。用SQUID测试了试样的磁学性能，结果表明Fe

4、掺杂的ZnO纳米线阵列在室温下具有明显的铁磁各项向异性。4．用电化学共沉积的方法在氧化铝模板中制备Zn．Co、Zn．Ni合金。将Zn—Co试样在350。C／48h的氧化条件下进行退火氧化，成功得NCo掺杂的ZnO纳米线阵列，用uV．Vis分析该样品发现ZnO的带隙变宽；Zn—Ni合金在氧化过程中，因其抗腐蚀性好，不易被氧化，从而没有得到理想的Ni掺杂ZnO纳米线阵列。关键词：AAO模板；电化学沉积；掺杂；纳米线阵列Fabrication，CharacterizationandPropertiesofOne—dime

5、nsionNanowireArraysbasedonAAOMembraneAbstractOne—dimensionalnanoscalematerials，suchasnanotubes，nanowiresandnanobelts，haveattractedconsiderableattentionduetonotonlytheirnovelphysicalandchemicalpropertiescomparedwiththoseoftheirbulkcounterparts，butalsotheirpoten

6、tialapplicationsinthefieldsofelectronics，magneticrecording，optoelectronicdevicesandsoon．Therefore，theybecomethefrontierandfoCUSofnano—materials．Anodicaluminumoxide(AA0)membranepreparedbyanodizingofA1notonlyhasasimpleprocess．butalsocontainsuniformparallelporesa

7、ndhighporedensity．Furthermoretheporediameteriscontrollableaccordingtopracticalneeds．ThesecharacteristicsallowtheuseofAAOasmembrane．Asatraditionaltechnique，electrodepositionhassomeadvantages：simpletechnique，easycontrolofthedepositedquantityofmetalions，suitablef

8、orlarge—scaleproduction，lesspollutiontotheenvironmentandwithoutcomplicatepost-treatment．Manykindsofthenanowirearrays，forexample，metals，alloys，oxidesandsulfides，havebeenfabricatedus