交流脉冲电沉积法合成金纳米阵列
纳米科技领域中,金属纳米线由于其在超大集成电路、光导纤维、微电子学、光致发光、微电极束、单电子器件、化学传感器、催化等领域的潜在应用前景而日益受到研究者的重视. 近几年来,用化学和物理方法制备和组装各种高度有序的纳米线阵列已经成为学术界的研究热点之一. 其中,阳极氧化铝模板法因具有制备成本低、工艺简单、孔洞分布均匀、密度大、尺寸分布狭窄、孔径参数容易调控等优点而备受关注.
到目前为止,以多孔氧化铝为模板,采用直流或交流电沉积方法已制备出多种具有多晶或单晶结构的金属及半导体纳米线,如Au、Ag、Pb、Si等. 但是,简单的模板电沉积方法很难得到高填充率的纳米线阵列,且其形貌均一性和晶体结构一致性均较差,这将给纳米线阵列的应用带来困难. 例如,欲以纳米线阵列作为新型的SERS活性基底,则要求该纳米线阵列应当具有较高的填充率和高度的有序性以及结构确定的单晶纳米线阵列,才能便于研究. 对此,研究者们曾经采用了多种复杂的电势调制手段,诸如脉冲电沉积、高频调制电沉积等.
厦门大学化学系向娟等人以多孔阳极氧化铝为模板,采用两步交流电脉冲沉积法制备具有单晶结构的有序金纳米线阵列.实验表明:在氧化铝模板中由交流电沉积制备的金属纳米线,其成核电压直接影响模板内纳米线的填充率,而生长电压则控制纳米线的结构和形貌均一性.在最佳沉积条件下得到的金纳米线阵列,其填充率高达95%,且具有单晶结构.