ИСТИНА

Анодный оксид алюминия (АОА) – материал, получаемый в ходе электрохимического окисления алюминия. В случае использования в качестве электролита растворов кислот, АОА обладает пористой структурой с вертикальными цилиндрическими каналами. АОА с упорядоченной пористой структурой широко применяется в качестве темплата для получения нанонитей и нанотрубок методом электроосаждения. Структура и пористость АОА зависит от условий анодирования, поэтому существует возможность формировать АОА с модулированной пористой структурой вдоль нормали к поверхности плёнки. Диаметр пор, формирующихся при анодировании алюминия при низких напряжениях (до 40 В) в десятки раз меньше длины волны видимого света. Поэтому АОА выступает для видимого света как однородная среда, эффективный показатель преломления которой определяется пористостью. Синтез материалов с периодическим изменением показателя преломления – фотонных кристаллов на основе анодных оксидов вентильных металлов – становится возможным путём периодического изменения напряжения анодирования. Фотонные кристаллы на основе АОА могут использоваться как светофильтры, цветные покрытия без красителей и сенсоры. В настоящее время для синтеза АОА с пористой структурой, модулированной вдоль нормали к поверхности плёнки, используются периодические временные зависимости напряжения [1] или тока [2] анодирования. При этом известно, что толщина плёнки пропорциональна плотности заряда, протёкшего в процессе анодирования, а расстояние между центрами пор зависит от напряжения. Поэтому разработка нового режима анодирования с модуляцией напряжения от плотности заряда может привести к существенному упрощению синтеза АОА с заранее заданной модулированной пористой структурой. Целью настоящей работы является разработка нового режима анодирования с модуляцией напряжения от плотности заряда и выявление его преимуществ при синтезе фотонных кристаллов и темплатов с модулированной пористой структурой вдоль нормали к поверхности плёнки. Пористые плёнки АОА были получены анодированием при постоянном напряжении в различных электролитах (2 M H2SO4, 2 M NaHSO4, 0,1 M H3PO4) при различных напряжениях (5 – 200 В). Толщины и показатели преломления плёнок были определены путём анализа осцилляций Фабри-Перо на спектрах отражения [3]. Были определены отношения толщины плёнки к плотности заряда. Эти данные были использованы для расчёта зависимостей напряжения анодирования от плотности заряда, необходимых для получения плёнок АОА с модулированной пористой структурой вдоль нормали к поверхности плёнки, обладающих целевыми свойствами. Было показано, что значения толщины и пористости слоёв в полученных структурах совпадают с заданными в пределах погрешности измерения. Такая точность позволила синтезировать фотонные кристаллы с коэффициентом добротности свыше 50, что превышает значения, достигнутые в литературе для фотонных кристаллов на основе АОА [4,5]. Темплаты с модулированным диаметром пор (см. рис. 1) были использованы для электроосаждения Ni.