AAO模板法制備金屬納米點陣及其光學性質的研究.pdf

1、金屬納米結構，尤其是高度有序的金屬納米結構的制備和其獨特的光學性質是目前的研究熱點之一。當金屬納米結構被光照射時，金屬內的自由電子在入射電磁場的驅動下形成表面等離激元共振(Surface Plasmon Resonance，SPR)。SPR的局部電場增強效應使其在表面拉曼散射增強（Surface-Enhanced Raman Scattering，SERS）、負折射率材料、化學生物傳感器、太陽能電池和光子器件等領域均有重要應用。目前制備

2、金屬納米結構通常利用半導體微加工工藝，其加工成本高，在調節(jié)金屬納米結構的尺寸時靈活性不足。如何簡單有效地制備結構、尺寸可調的金屬納米結構，并進一步提高其在各種光學應用中的性能成為目前一個亟需解決的難題。在此背景下，本論文展開了利用高度有序的超薄多孔陽極氧化鋁(Anodic Aluminum Oxide，AAO)作為模板，快速制備有序周期性金屬納米點陣的研究。為靈活制備尺寸可調的有序金屬納米結構，進一步改善其光學性能提供了一條新的途徑。具

3、體的研究內容和結果如下:
　　1.超大大孔間距AAO的制備技術和形成機制探討。探索了草酸體系和磷酸/檸檬酸體系的電解液中超大孔間距AAO的制備方法，系統(tǒng)研究了氧化電壓對孔間距的調節(jié)作用。發(fā)現孔間距隨氧化電壓升高而增大，在草酸溶液和磷酸/檸檬酸溶液中的孔間距分別為2.0 nm/V和2.5 nm/V。在480 V的電壓下本文得到了孔間距達1000nm的超大尺寸AAO。同時發(fā)現鋁箔的表面形貌對氧化膜形貌有重要影響，在拋光和不拋光的鋁箔上

4、相同條件下分別得到了多孔和致密兩種截然不同的氧化膜。據此，結合鋁箔表面電場分布的模擬，創(chuàng)新性地提出了表面缺陷引導多孔膜形成的機制。
　　2.高度規(guī)整有序的超薄AAO模板制備。利用預壓印的方法在鋁箔表面構建了周期為480nm、高度有序的納米結構，并以此引導多孔AAO的生長，制備出了孔間距為480nm、高度有序的AAO模板。同時研究了超薄AAO的氧化、膜轉移、阻擋層去除等一系列復雜工藝，得到了厚度～1μm、長徑比～2∶1、孔徑～250

5、nm的通孔有序超薄AAO模板，為制備有序金屬納米點陣打下基礎。
　　3.有序金屬納米點陣的制備及其光學性質研究。以有序超薄AAO為模板，利用熱蒸發(fā)法制備出了周期～480 nm、厚度～100nm、間隙10～30nm的柔性有序金屬納米點陣，表現出奇特的光學性質。在不同入射角度下，這種柔性金屬納米點陣的反射光呈現出不同的顏色。在不同拉伸比下，還能對其光學透過率進行有效調節(jié)，從50％變化到60％。通過有限時域差分(FDTD，finite-