利用氧化铝模板合成准一维纳米结构

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1、中国科学技术大学博士学位论文利用氧化铝模板合成准一维纳米结构姓名：贾冲申请学位级别：博士专业：材料物理与化学指导教师：蔡维理;李晓光20050401摘要近年来，准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的应用前景已成为当今纳米材料的前沿和热点。然而，目前制备大面积、高度有序的纳米线阵列体系仍具有一定的挑战性，且其组装方法需要进一步拓宽。利用氧化铝模板(AAM)制备准～维纳米线有序阵列体系相对于光刻法、分子束外延法、化学气相沉积等方法具有下面一些独特的优点：，孔径在5’200肿范

2、围内可调，厚度可以从几微米到几百微米，孔密度高达】09—10n个／cm2，热稳定性好、重复性好，同时，氧化铝模板法还具有制备简单、价格低廉的特点，因此倍受人们青睐。电化学沉积工艺作为一种传统的材料制各方法，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；⑨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AAM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。本文的主要研究内容和结果摘要如下：1．“工欲善其事

3、，必先利其器”，首先我们设计了～种去除纳米氧化铝模板背面铝层的装置，从而解决了氧化铝模板制备过程中最难于控制的一步；其次我们设计了简单的适合于在氧化铝模板中电沉积纳米线阵列的电解槽。这些为接下来的模板制备和电沉积过程奠定了基础。2．把模板的优点和简单的电沉积工艺结合起来，在窀温下，采用直流电化学沉积方法，在纳米氧化铝模板孔洞中成功地制备了大面积、高填充率、致密的金属cu、Ag、Pb和半金属Sb、se、Te的有序单晶纳米线阵列。SEM、TEM、sAED以及HRl’EM的照片清晰地显示了所制备的样品均是大面积、高填充率、

4、长径比大、致密的、相互平行的单晶有序阵列。并对制备工艺进行了系统的分析。3．采用电化学沉积技术成功地在氧化铝模板中组装了合金Ni5zn2l、A97Te4和A92Te的有序纳米线阵列，并用SEM、TEM、SAED、HRTEM以及XPs等手段进行了表征，对共沉积工艺进行了系统的分析。4．结合溶剂热的优点，首先在氧化铝模板中制备了高质量的金属zn纳米线阵列，然后在溶剂热条件下制各了S／Zn同轴纳米电缆阵列，用酸或碱将zn和氧化锚模板除去后得到r纯的s纳米管。5．首先采用电化学沉积技术在氧化铝模板中制备了钨蓝的纳米线阵列，然

5、后在500℃_F利用不同的升温速率进行脱水过程，最终分别得到了w03的纳米棒和纳米管，其进一步的结构表征和光学性质有待进一步实验。¨AbstractRecently，one—dimensionalnanoscalemater主als，suchasnanotubes，nanowlresandnallobelts，have鼬actedconsiderableattentionduetonotonlytheirnovelphysicalandchernicalpropeniesc∞叩aTed、Ⅳith也oseoftheir

6、bulkcounterpans．butalsot11ejrpotemialapplicalionsint}1efieldsofelectronics，magneticrecording，optoelectronicdevicesandsoon．Therefore，t11eybecomethe疳omierandfocusofnano—materialsHoweVer，fabricationoflarge—area，mghlyorderednanowirearraysisstillachallenge，柚dmemetll

7、odsoffabricationnallo埘rearraysneedtobewidened细心eLAnodical哪inamembralle(AAM)hassomepanicularadvalltagesoVertheelectronandionlinlogmp}ly’t11emolecularbe锄epitaxy(MBE)锄dthechemicalv印ordeposition(CVD)，suchasa、videraJlgeof删us诅bleporedi锄eters(5～200m)，tllickness(~岫，pof

8、edensity(109．1012pores／cm。2)，goodthe珊alstabilitHreproducibility，aIldasirnpleandloW-costfabricationtecmque．Asatraditionaltechniquc，electrodeposition11assomeadVantages：simplet