發(fā)布時間：2017-09-18 21:33

  本文關(guān)鍵詞：納米軟壓印制備大面積大孔間距高度有序陽極氧化鋁的研究

  更多相關(guān)文章： PDMS軟模板 軟壓印 大面積 大孔間距 高度有序AAO膜 可控

【摘要】：陽極氧化鋁(Anodic aluminum oxide, AAO)因為在納米模板材料、光電存儲器件和太陽能電池等方面有廣泛的應(yīng)用而被深入研究。鋁片(A1)表面預(yù)壓印的納米圖形,可以引導(dǎo)AAO膜孔洞的生長,并促進(jìn)有序納米孔洞陣列的形成。為了制備高度有序的AAO膜,人們研發(fā)了很多壓印鋁片的方法,如硬壓印,聚焦離子束光刻法,軟壓印等技術(shù)。然而,這些技術(shù)成本高或工藝復(fù)雜,實用性較差。如何簡便有效地壓印Al,并制備大面積大孔間距的高度有序的AAO膜,是個亟需解決的難題。在此背景下,本文利用納米軟壓印方法壓印鋁片,制備大面積大孔間距高度有序的AAO膜。具體研究內(nèi)容和結(jié)果如下：首先,開發(fā)了一種新的納米軟壓印技術(shù),通過調(diào)整光刻膠的旋涂轉(zhuǎn)速,成功將聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane, PDMS)軟模板上的圖形轉(zhuǎn)移到鋁片表面的光刻膠上,得到周期間距是1μm的四角密排或六角密排納米凹坑結(jié)構(gòu)。其次,結(jié)合氧氣等離子體打膠(干法刻蝕)和濕法刻蝕技術(shù)將鋁片表面光刻膠上的圖形轉(zhuǎn)移到鋁片表面,在鋁片表面刻蝕出周期間距是1μm的四角密排或六角密排納米凹坑結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明：干法刻蝕時間不能太長,鋁片表面光刻膠納米凹坑處鋁片暴露出來即可。否則會將光刻膠層整體打薄,凹坑深度更淺,不利于濕法刻蝕的實現(xiàn)。濕法刻蝕中,要根據(jù)鋁片表面光刻膠納米圖形的凹坑深度,改變刻蝕參數(shù)。凹坑太淺時,需降低刻蝕速率；凹坑深時,則可以在合適刻蝕速率下延長刻蝕時間。然后,研究了四角密排軟模板對AAO膜形貌的影響。結(jié)果表明：鋁片表面納米凹坑深度對AAO膜的形貌有決定性的影響。納米凹坑太淺時,制備出的AAO膜有序性差。凹坑較深時,制備出的AAO膜具有一定的有序性。實驗中制備的AAO膜有序度不高,主要是因為刻蝕在鋁片表面的納米凹坑規(guī)整度不高,并且凹坑沒有達(dá)到一定的深度。最后,將表面帶有六角密排納米凹坑陣列的鋁片陽極氧化,通過調(diào)整氧化參數(shù),結(jié)合二次氧化,制備出了大面積大孔間距高度有序的AAO膜。結(jié)果再一次證明了鋁片表面納米凹坑深度對AAO膜的形貌有決定性的影響,凹坑越深氧化制備的AAO膜有序度越高。同時,提出當(dāng)鋁片表面納米凹坑深度相對于周期間距太小時,需先進(jìn)行一次氧化加深凹坑深度,再進(jìn)行二次氧化,才能制備出高度有序的AAO膜。
【關(guān)鍵詞】：PDMS軟模板 軟壓印 大面積 大孔間距 高度有序AAO膜 可控
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TQ133.1
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-17
• 1.1 課題背景及研究意義10
• 1.2 有序AAO膜制備工藝概述10-14
• 1.2.1 二次陽極氧化法10-11
• 1.2.2 預(yù)先刻印法11-14
• 1.3 AAO膜在納米材料制備上的應(yīng)用14-16
• 1.3.1 AAO膜制備納米材料的優(yōu)點14
• 1.3.2 AAO膜制備納米材料14-16
• 1.4 本文的主要研究目的和研究內(nèi)容16-17
• 1.4.1 研究目的16
• 1.4.2 研究內(nèi)容16-17
• 2 納米軟壓印技術(shù)的研究17-38
• 2.1 實驗部分17-24
• 2.1.1 實驗試劑及設(shè)備17-18
• 2.1.2 PDMS軟模板的制備18-21
• 2.1.3 鋁片表面軟壓印的實現(xiàn)21-22
• 2.1.4 鋁片表面納米凹坑的制備22-24
• 2.2 結(jié)果與討論24-37
• 2.2.1 四角密排軟模板制備納米凹坑的研究24-28
• 2.2.2 柱高500 nm的六角密排軟模板制備納米凹坑的研究28-33
• 2.2.3 柱高700 nm的六角密排軟模板制備納米凹坑的研究33-37
• 2.3 本章小結(jié)37-38
• 3 四角密排軟模板對AAO膜形貌的影響38-48
• 3.1 實驗部分38-39
• 3.1.1 實驗試劑與設(shè)備38
• 3.1.2 大面積大孔間距AAO的制備38-39
• 3.1.3 大面積AAO膜的氧化條件39
• 3.2 結(jié)果與討論39-47
• 3.2.1 鋁片表面凹坑對AAO膜的影響39-44
• 3.2.2 電解液中磷酸濃度對AAO膜的影響44-45
• 3.2.3 二次氧化和一次氧化的對比45-47
• 3.3 本章小結(jié)47-48
• 4 六角密排納米軟模板制備大面積大孔間距高度有序AAO膜48-58
• 4.1 實驗部分48
• 4.1.1 實驗試劑與設(shè)備48
• 4.1.2 大面積大孔間距AAO的制備48
• 4.1.3 大面積AAO膜的氧化條件48
• 4.2 結(jié)果與討論48-56
• 4.2.1 凹坑深度對AAO膜的影響48-51
• 4.2.2 電解液濃度對大面積AAO的影響51-53
• 4.2.3 二次氧化和一次氧化的對比53-55
• 4.2.4 電場模擬及AAO形成機理研究55-56
• 4.3 本章小結(jié)56-58
• 5 結(jié)論與展望58-60
• 5.1 主要結(jié)論58-59
• 5.2 主要創(chuàng)新點59
• 5.3 工作展望59-60
• 致謝60-61
• 參考文獻(xiàn)61-68
• 附錄68

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本文編號：877630