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本文的主要内容是通过二次阳极氧化法制备多孔阳极氧化铝膜,在此基础上对纳米氧化锌与多孔氧化铝膜进行了组装,最后,我们以多孔氧化铝膜为模板制备了氧化锌纳米点阵列膜。
本文首先对纳米材料的发展进行了综述,包括纳米材料概念的提出以及纳米材料的发展阶段。然后对多孔氧化铝的发展进行了详细的阐述,包括多孔氧化铝膜的结构模型、形成机理、制备工艺和主要应用等。在此基础上,提出了本文的主要研究内容和意义。
其次,我们详细介绍了多孔氧化铝膜的制备工艺和过程,对不同氧化条件得到的多孔氧化铝膜的性能进行了测量和比较。结果显示,不同氧化电压下得到的多孔氧化铝膜的X射线衍射有明显的不同,40V氧化电压下得到的多孔氧化铝膜衍射峰半高宽更小,而且峰的位置角度也更小,这说明得到的膜应力小,有序度高。光学性能测量显示,该膜具有大于70%的可见光透过率,并且在350nm光激发下425nm处有一个光致发光峰。在多孔氧化铝膜的基础上,通浸泡、加热等简单的工艺对氧化锌纳米粒子与多孔氧化铝膜进行了组装,制备了氧化锌与多孔氧化铝的复合体系。对复合体系研究发现,在多孔氧化铝中的氧化锌结晶良好,纳米粒子的平均尺寸约为10.8nm,光致发光显示相比多孔氧化铝膜,复合体系的发光强度有所增强。通过射频磁控溅射镀膜的方法,制备了氧化锌薄膜与多孔氧化铝的组装体系,研究发现,温度对复合体系的性能有较大地影响。常温下制备的复合体系的光致发光强度更大,因为光致发光与氧化锌的缺陷态有关。较高的温度减少了氧化锌的缺陷。以多孔氧化铝膜为模板,制备了氧化锌纳米点阵列膜。扫描电子显微镜照片显示,纳米点的直径在120nm左右,氧化锌纳米点阵列膜不平整,布满了褶皱。褶皱的形成机理,我们认为是锌沉积过快导致的。
最后,我们对本论文的研究工作进行了总结。