一维纳米线生长的控制——氧化铝模板的制备、表征及应用.pdf

西安工业学院
硕士学位论文
一维纳米线生长的控制——氧化铝模板的制备、表征及应用
姓名:刘建刚
申请学位级别:硕士
专业:材料加工工程
指导教师:范新会;严文
20050301
⋯⋯荔够严研究生签名:》癐一维纳米线生长的控制——氧化铝模板的制备、表征及应用摘要研究生签名:沙学科:材料加工工程本文主要采用阳极氧化的方法进行氧化铝模板的制备,并较为系统地研究了氧化液的浓度、温度和氧化电压对多孔氧化铝膜孔径的影响。此外,在所制备出氧化铝模板的基础上,采用交流电化学沉积的方法在模板中进行了铁纳米线的组装,并借助场发射扫描电镜和透射电镜对其形貌和结构进行了分析,获得的主要结果如下:捎醚艏趸姆椒ǎ诹蛩岷筒菟崛芤褐锌芍瞥隹拙斗植荚~嗫籽趸聊ぞ哂杏赏獗砻娴亩嗫撞愫湍诓阒旅艿淖璧膊闼钩傻乃ú结构,且铝箔电化学抛光后的表面显微状态对氧化铝模板有序孔洞的形成趸聊0宓目拙犊赏ü谋溲艏趸ひ詹问械鹘冢孀叛趸号度、氧化电压和氧化温度的升高,氧化铝膜的孔径增大;反之,则减小。但是,氧化温度不能过高,否则,无法获得多孔有序的氧化铝模板。捎媒涣鞯缁С粱姆椒ǎ诙嗫譇模板中可制备出长的多孔有序氧化铝模板。有影响。本
关键词:氧化铝模板约母叨扔行蛱哪擅紫哒罅小分析表明,铁纳米线呈多晶态,这是由于在交流电沉积过程中,同时存在金属的沉积和溶解两个过程,导致金属的生长为一个非连续性过程所造成的。纳米线阵列交流电化学沉积孔径
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髀纳米材料概述引言年代末,年代初才发展起来的前沿、交叉性新兴学科。纳米科学技术的基本内涵是在纳米尺寸~~段谌鲜逗透脑熳匀唬ü私硬僮骱桶排原子、分子,以创造新的物质。早在年,美国著名的物理学家,诺贝尔奖获得者费曼就设想:“如果有一天人们可以按照自己的意志排列原子和分子⋯⋯。那将创造什么奇迹闭馐枪赜谀擅卓萍嫉淖钤缑蜗搿今天,纳米科技的发展使费曼的预言已逐步成为现实,正在对人们的生活和社会发展产生重要的影响,并给物理、化学、材料等学科的发展带来了新的机遇。纳米且桓龀ざ鹊ノ唬胣硎荆琁是十亿分之一米。纳米材料是指组成相或晶粒结构在韵碌某ざ瘸叽绲牟牧稀。现在,广义地,纳米材料是指在三维空间中至少有一维处在纳米尺度范围一或由它们作为基本单元构成的材料。纳米材科按维数可分为三类“阄冈诳占淙叨染谀擅壮叨龋缒擅壮叨瓤帕!⒃油糯晃冈诳占溆辛轿τ谀擅壮叨龋缒擅紫摺⒛擅装簟⒛擅坠艿龋冈谌瘴手杏小谀擅壮叨龋绯∧ぁ⒍嗖隳ぁ⒊纳米材料按功能也可分为三类:呋驮銮啃阅擅撞牧希饫嗖牧现饕@媚擅卓帕>哂薪细叩谋砻能,利于加速化学反应。通过添加纳米材科如颗粒或纳米线可以弥补纳米科学技术蛐次狽是世纪格等。等:
纳米材料的性质材料缺陷,修复微裂纹,从而使材料具有优异的力学性能,如陶瓷的擅仔畔⒐δ懿牧希饫嗄擅撞牧现饕@媚擅壮叨炔牧系奶厥夤δ埽如量子隧道效应,量子限域效应及表面效应等,利用分子自组装技术的微小型集成器件,如纳米单电子管、纳米激光发射器、纳米磁存储器、纳米光存储器和纳米隧道场效应管等。这类纳米材料主要用于信息工业,以计算机和光纤通讯为支柱的高技术产业及现代国防工业等擅谆繁2牧希饫嗄擅撞牧现饕J抢媚擅壮叨鹊牟牧隙曰肪车拿感性,如气敏、辐射敏、生物敏等,而制备的各种纳米传感器。主要用于监测环境污染情况,起到保护自然环境和生态平衡的作用。也可以制成纳米光催化剂分解水,固定氮和降解有机污染物等。按化学成分划分,纳米材料也可分为三类:藁擅撞牧希谢擅撞牧希藁挥谢擅赘春喜牧稀,擅撞牧系奈锢硇灾由于纳米材料尺寸较小,一般仅为玪,因此纳米材料比表面积非常大。纳米材料表面排列的原子数几乎与其晶内所有的原子数相近。与此同时,纳米粒子内还存在孪晶界、层错、位错等缺陷,甚至还有不同的亚稳相共存。所以,纳米材料表现出很多不同于常规材料的性质,如小尺寸效应、表面与界面效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应等。对这些纳米材料所特有的性质现分别简述〕叽缧в当粒子的尺寸与光波波长、传导电子的德布罗意波长及超导态的相干长度或穿透深度等物理特征尺寸相当或更小时,晶体周期性的边界条件会或多种人工纳米加工技术制备的,具有优良的光、电、磁及其他物性等;增韧等:如下:西安工业学院硕士学位论文
被破坏,声、光、电、磁、热、力等特性均会呈现新的现象“@纾馕障著并产生吸收峰的等离子共振频移;磁有序态向磁无序态的转变;超导相向币常相的转变;声子谱发生改变等。纳米材料的这些小尺寸效应为先进的实用技术开拓了新领域。例如,纳米尺度的强磁性颗粒猚辖稹等叽缥5ゴ懦肓界尺度时,具有很高的矫顽力,可制成磁性钥匙、磁性信用卡、磁性车票等。利用纳米材料等离子共振频移随颗粒尺寸变化的性质,可以改变颗粒尺寸,控制吸收边位移,制造出具有一定频宽的微波吸收纳