多孔阳极氧化铝薄膜的光学常数和润湿特性的研究

摘要

本论文首先简要介绍了AAO薄膜的特性,强调了确定薄膜光学常数的重要意义,综述了多孔膜表面润湿特性的研究现状,总结了目前人们合成半导体/AAO纳米复合结构方面所取得的丰硕成果。进而,本论文以“多孔阳极氧化铝薄膜的光学常数和润湿特性的研究”为题,主要述及了以下几方面的研究工作和研究结果:
　　(1)进一步优化了多孔阳极氧化铝(AAO)薄膜的制备工艺参数,在不同体积比的草酸和硫酸的混合酸电解液中制备出了AAO薄膜,用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)对薄膜的表面和断面进行了表征,并且使用透明薄膜透射极值包络线方法精确确定出了AAO薄膜的光学常数,发现AAO模板的一个重要制备工艺参数混合酸电解液中草酸和硫酸的体积比对其光学常数具有较强的调制作用。即随电解液中草酸和硫酸体积比的减小,AAO薄膜的厚度、折射率和光学能隙变大,消光系数减小。并且计算得到的薄膜厚度与实测值相吻合,这说明计算结果和实验值是自洽的。
　　(2)对AAO/Al表面、TiO2/AAO/Al纳米复合结构表面的润湿特性做了一些初步的工作。实验上采用溶胶-凝胶法制备出了TiO2/AAO/Al纳米复合结构,一方面,研究了AAO模板的制备工艺参数阳极氧化电压、氧化时间和磷酸扩孔时间与样品表面润湿特性的相关性,发现随着氧化电压的增大,AAO表面的水的接触角有一定的减小,氧化时间对样品表面的接触角的影响不大,AAO磷酸扩孔时间对水滴接触角的也有一定的影响,随着扩孔时间的延长,样品表面水的接触角依次增加;另一方面,研究了TiO2/AAO/Al纳米复合结构表面的润湿特性,发现采用溶胶-凝胶法自组装TiO2后AAO模板的样品表面由亲水性转变为超水性。

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摘要

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第一章 绪论

1.1 AAO光学常数的研究现状

1.1.1 AAO薄膜的特性

1.1.2 确定薄膜光学常数的意义

1.2 多孔膜表面润湿特性的研究现状

1.2.1 AAO润湿特性的研究现状

1.2.2 半导体/AAO纳米复合材料

1.3 本论文的选题思路和主要研究工作

参考文献

第二章 混合酸中制备的AAO薄膜的光学常数

2.1 多孔阳极氧化铝的制备和结构表征

2.1.1 AAO模板的制备

2.1.2 AAO模板的剥离

2.1.3 AAO薄膜的结构表征

2.1.4 阳极氧化铝膜的形成机理

2.2 AAO薄膜光学常数的确定

2.2.1 AAO薄膜样品的制备和实验透射光谱

2.2.2 AAO 薄膜光学常数的计算方法

2.2.3 计算结果及讨论

2.3 本章小结

参考文献

第三章 AAO/Al 和TiO_2/AAO/Al纳米复合结构表面的 润湿特性研究

3.1 接触角的理论

3.1.1 接触角的定义

3.1.2 接触角的三种模型

3.2 AAO/Al 表面的润湿特性

3.2.1 多孔AAO/Al纳米有序阵列的制备

3.2.2 多孔AAO/Al纳米有序阵列的形貌结构

3.2.3 结果及讨论

3.3 TiO_2/AAO/Al 表面的润湿特性

3.3.1 TiO_2 熔胶的配制方法

3.3.2 TiO_2/AAO/Al纳米复合材料的制备和表面形貌照片

3.3.3 TiO_2/AAO/Al纳米复合结构的润湿特性

3.3.4 结果及讨论

3.4 本章小结

参考文献

第四章 总结和展望

4.1 总结

4.2 展望

附录：攻读硕士期间发表和完成的研究论文目录

致谢