AAO/A1薄膜及M@AAO复合薄膜的制备和结构色

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多孔阳极氧化铝(AAO)模板因具有高度有序纳米孔洞阵列而在制备一维纳米材料中起到重要的作用,特别是,AAO模板与电化学沉积法的有效结合掀起了研究一维纳米材料的热潮。但是,目前众多科学研究者仅是单纯的以AAO作为模板使用,而忽略了其自身性能,如光学特性。近年来,随着深入研究生物体结构色,人们开始将目光转移到具有类生物体微结构的AAO模板上,希望利用AAO制备出结构色。因此,本文以带有铝基的AAO为研究对象,通过阳极氧化法以及电化学沉积法制备样品,并分别利用SPM、SEM、XRD、UV-VIS以及数码相机等对样品的微结构、晶体结构、光学特性进行详细分析研究。其结果显示如下:   1.采用一次阳极氧化法,在室温下磷酸电解液中制备了一系列AAO/Al薄膜。光学图片显示AAO/Al薄膜结构色具有高饱和度。微结构测试结果显示该系列AAO/Al薄膜为类有序结构,我们分析这种结构对进入薄膜内部的光产生有效散射,降低铝基对光的反射,使其与薄膜上表面的反射光发生相干干涉,是AAO/Al薄膜具有高饱和度颜色的原因。通过理论计算AAO/Al薄膜的有效折射率及最大反射波长值λmax,其结果与实验结果相一致,验证了理论的正确性。并利用有机物辅助法制备出精美的彩色图案。   2.直接以AAO/Al薄膜为模板,采用交流电沉积法成功制备出具有高饱和度结构色复合金属元素(Co、Cu、Zn)的M@AAO复合薄膜。由于金属元素的沉积使M@AAO复合薄膜的有效折射率增大,减弱了铝基对光的反射。因此,M@AAO复合薄膜结构色饱和度得以明显提高。紫外可见反射光谱显示,可见光范围内观测到的最大反射波长λmax与自然光下观察到的薄膜颜色基本一致。XRD测试结果显示,制备的Co@AAO复合薄膜沿Co(002)方向择优生长,Cu@AAO复合薄膜沿Cu(111)方向择优生长,Zn@AAO复合薄膜沿Zn(100)方向择优生长。
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