模板法交流电沉积铜纳米线阵列及其表征.pdf

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1、曼V

2、o1．33No．11模板法交流电沉积铜纳米线阵列及其张艳梅木，胡勇，黄家强，王国庆，桂烨，王大福，揭晓华，曾鹏(广东工业大学材料与能源学院，广东广州510006)摘要：先通过二次阳极氧化法制备多孔阳极氧化铝膜模板，再于电子工业中，尤其是铜纳米线和纳米棒在纳米电子采用交流电沉积法将Cu金属填入模板的纳米孔洞中得到铜纳器件上具有很好的应用前景而备受关注。纳米线的制备米线阵列。分别采用扫描电镜、透射电镜和X射线衍射仪对Cu方法目新月异，目前主要包括水热法¨】、溶液生长法【2J纳米线阵列的形貌和晶体结构进行表征结果表明，

3、多孔氧化铝模板的孔洞排布致密、均匀而有序。交流电沉积所得Cu纳米和模板法[3-s]等。其中，较为普遍使用的是以多孔氧化线为单晶结构，直径为60～90am，长度为0．5～4．0岬。铝膜为模板组装纳米线，该法具有简单、快速且线径关键词：铝；阳极氧化；模板；交流电沉积；铜纳米线阵列；可控的优点I6]。电化学沉积技术是利用模板组装Cu微观结构纳米阵列的一种有效方法，分为直流沉积和交流沉积中图分类号：TQ153．14文献标志码：A两种。直流电沉积的操作相对复杂、繁琐，交流电沉文章编号：1004—227X(2014)11—0457

4、～03AlternatingcurrentelectrOdepOsiti0nofcopper积则可利用A1／AI2O3界面的整流特性，直接在模板孔nanowirearraybytemplatemethodandits洞中沉积金属纳米线，是一种操作简单、成本低廉的characterizatiOn／／ZHANGYan．mei*．HUYong。方法J。本文以多孔氧化铝膜为模板，采用交流电沉积HUANGJia—qiang，WANGGuo-qing，GUIYe，WANG法制备了金属铜纳米线阵列，并探讨了其沉积机理。Da．fu．J

5、IEXiao．hua．ZENGPengAbstract：Aporousanodicaluminaoxide(AAO1film1实验templatewaspreparedfirstlybytwo—stepanodization．The1．1多孔阳极氧化铝膜模板的制备nanoporesofthetemplatewerefilledwithCumetalbyalternatingcurrentelectrodepositiontoformacopper纯度为99．99％、尺寸为3．00cmX3．00cm×nanowirear

6、ray．Themorphologyandcrystalstructureofthe0．15cm的铝片经丙酮和无水乙醇超声波除油、NaOHCunanowirearraywerecharacterizedbyscanningelectron溶液浸蚀自然氧化膜后，放入无水乙醇和高氯酸体积microscope，transmissionelectronmicroscope，andX—ray比为1：9的混合液中进行电化学抛光，抛光液温度diffractometer，respectively．Theresultsshowedthat

7、the20。C，电压18～20V，时间2～3min。在0．4mol／LporesoftheobtainedporousAA0filmtemplatearedistributeddensely，uniformly，andorderly．Theelectro．H2C2O4溶液中进行一次阳极氧化，温度为0。C，时间depositedcoppernanowireissinglecrystal·-structuredwitha2h。采用质量分数分别为1．8％和6．0％的铬酸、磷酸diameterof60．90nmandaleng

8、thof0．5．4．0Ixm．的混合溶液除去一次阳极氧化膜后，在相同条件下进Keywords：aluminum；anodization；template；alternating行二次阳极氧化，时间4h。氧化结束时，以1V／mincurentelectrodeposition；coppernanowlrearray；的速率将电压从50V降至20V，以减薄阻挡层。随后microstructureFirst—author’saddress：FacultyofMaterialsandEnergy．在质量分数为5％的磷酸溶液中浸

9、泡30min扩孔，最GuangdongUniversityofTechnology，Guangzhou510006，后清洗晾干，得到多孔阳极氧化铝膜(AAO)模板。China1．2交流电沉积Cu纳米线阵列采用自制的二电极体系装置电沉积Cu纳米线阵金属铜具有低电阻和低电迁移率的特点，广泛应用列，以多孔氧化铝模板为工作电极，石墨片为阳