Синтез и люминесцентные свойства нанопористых структур анодированного оксида алюминия : магистерская диссертация

Abstract

Цель магистерской диссертации состояла в изучении влияния режимов анодирования и условий последующей температурной обработки на структурные и люминесцентные свойства нанопористого оксида алюминия. Рассмотрены основные структурные особенности анодированного оксида алюминия (АОА) и методики получения его упорядоченных структур, его области применения и люминесцентные свойства. Успешно синтезирована серия из 20 образцов АОА в условиях варьирования электрохимических, временных и температурных режимов. Проведена аттестация полученных образцов методами сканирующей электронной микроскопии и рентгеноструктурного анализа. Проведена статистическая обработка полученных снимков с помощью анализатора изображений SIAMS 700. Проанализированы зависимости среднего диаметра пор от напряжения анодирования и толщины оксидного слоя от времени анодирования. Рассчитана средняя скорость роста АОА для гальвано- и потенциостатических режимов. Изучены особенности и трансформация спектров диффузного отражения, фото- и катодолюминесценции образцов АОА в зависимости от условий электрохимического окисления и последующей термообработки. На основе сравнительного анализа литературных данных проведена идентификация активных центров свечения собственной (F-, F+-центры) и примесной (комплексы C2O42- и HC2O4-, ионы Cr3+ и Mn4+) природы. Рассмотрены перспективы дальнейших исследований и возможных применений синтезируемых мембран анодированного оксида алюминия.

The aim of this Master paper is to study the effect of anodizing modes and subsequent temperature treatment on structural and luminescent properties of nanoporous anodic alumina. Structural features of anodic aluminum oxide (AAO), its ordered structures obtaining methods, fields of application and luminescent properties were discussed. A series of twenty samples varying electrochemical, time and temperature regimes was obtained. Obtained samples were characterized by scanning electron microscopy and X-ray diffraction analysis techniques. Images of structures were quantitavely analyzed using SIAMS 700 software package. It was studied how average pore diameter and oxide layer thickness depend on anodizing voltage and duration accordingly. Average AAO growth rate for galvanostatic and potentiostaic modes was calculated. Features and transformation of diffuse reflection, photo- and cathodoluminescence of AAO samples obtained under various electrochemical oxidation conditions and after subsequent temperature treatment were studied. Active emission centers of intrinsic (F-, F+-centers) and impurity (C2O42- and HC2O4- complexes, Cr3+ и Mn4+ ions) nature were identified on the basis of literature data comparative analysis. Further promising directions of studies and possible applications of synthesized AAO membranes were discussed.