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彩色多孔氧化铝薄膜的制备和光学特性

2015-09-14杨淑敏李海涛顾建军岂云开

材料工程 2015年4期
关键词:区域结构

杨淑敏,李海涛,顾建军,韩 伟,杨 巍,岂云开

(河北民族师范学院 物理系,河北 承德 067000)

目前,多孔阳极氧化铝(Anodic Aluminum Oxide,AAO)薄膜已经在装饰材料[1-3]、超精密分离膜[4,5]、偏光元件、太阳能选择性吸收膜[6,7]、束状微电极等领域得到了广泛的应用[8,9]。AAO是通过阳极氧化法制备生成的一种孔洞高度有序的多孔氧化铝薄膜,孔洞呈六角形排列,由于氧化条件的不同,孔洞直径通常在几十到几百纳米之间[4,10-12]。目前的研究已经证明阳极氧化铝薄膜的孔径与电解电压关系密切,孔密度是阳极氧化电压的函数,阻挡层厚度与阳极氧化电压有关。由于AAO薄膜的孔径以及膜厚可控,同时具有很好的热稳定性,使得AAO薄膜可以作为一种很好的模板材料,并在有序纳米结构的合成中得到了应用[1,13,14]。随着对光子晶体的研究,有关 AAO薄膜的结构色问题也有了一定的进展。Diggle等[10]发现,在可见光范围内,厚度小于1μm且带有铝基支撑的AAO薄膜因干涉会产生明亮的颜色。Wang等[15]利用CVD技术在AAO上沉积碳纳米管后,制备出颜色饱和度较高的AAO薄膜。随后,Zhao等[16]实现了对碳管@AAO复合薄膜颜色的精细调控。Xu等[17]采用多次氧化法制备了具有多彩结构的氧化铝复合薄膜。然而,上述研究大多集中在如何提高单一色彩的饱和度和多次氧化制备多彩结构色的氧化铝薄膜,制备工艺繁琐、成本高、实验条件较难控制,而对于采用一次氧化工艺在同一片铝箔上制备多彩结构色的研究相对较少。本工作通过改进实验方法,采用一次制备工艺在同一片铝箔上得到了具有不同孔洞深度和孔径的AAO薄膜,且薄膜呈现两种不同结构色,薄膜颜色可以通过氧化时间来调控,调节阴极和阳极的夹角可以控制不同结构色的面积,且薄膜反射光呈现出线偏振光特性。……

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