Аннотация:Анодный оксид алюминия (АОА) – пористый материал, получаемый в ходе электрохимического окисления алюминия в растворах кислот. Известно, что структура и пористость плёнок АОА зависят от условий анодирования, и это позволяет создавать структуры с периодически изменяющейся пористостью вдоль нормали к поверхности. Диаметр пор в АОА меньше длины волны видимого света, поэтому его эффективный показатель преломления зависит от пористости, а плёнки АОА с периодически изменяющейся пористостью вдоль нормали к поверхности представляют собой одномерные фотонные кристаллы (ФК), применяемые в качестве светофильтров и сенсоров.
В литературе описано получение одномерных ФК путём анодирования в растворах серной, щавелевой и селеновой кислот. Диаметр пор в таких материалах варьируется по толщине плёнки, а минимальный диаметр не превышает 50 нм, что может ограничивать круг анализируемых веществ при использовании ФК в качестве сенсоров. Увеличить диаметр пор можно при анодировании в фосфорной кислоте. Поэтому получение одномерных ФК в фосфорной кислоте является актуальной задачей. Недавно был разработан новый режим анодирования c модуляцией напряжения в зависимости от плотности заряда анодирования [1], позволяющий с высокой точностью контролировать морфологию пористой структуры оксидов вентильных металлов по толщине плёнки.
Целью работы является получение одномерных ФК путём анодирования алюминия в растворе фосфорной кислоты.
В ходе работы путём анодирования в 0,1 М H3PO4 при температуре 0°С при напряжении 190 В получены пористые плёнки АОА. Определены их толщины и эффективные показатели преломления путём анализа положения осцилляций Фабри-Перо на спектрах отражения при различных углах падения [2]. Эффективный показатель преломления плёнок уменьшается с ростом времени выдержки образца в электролите от 1,55 до 1,48. Скорость растворения стенок пор АОА при 0°С составляет 1,9 нм/ч.
Впервые анодированием в растворе фосфорной кислоты были синтезированы одномерные ФК. Положение фотонной запрещённой зоны лежит в диапазоне длин волн 904 – 1216 нм. Напряжение анодирования изменяли по синусоиде в интервале 160 – 200 В с периодом 0,52 – 0,73 Кл/см2. Следует отметить, что при модуляции напряжения в диапазоне 160 – 200 В происходит изменение диаметра пор, а не их ветвление, как это наблюдается, например, в растворах серной и селеновой кислот. Поэтому такие материалы могут использоваться в качестве темплатов с модулированным диаметром для синтеза нанонитей с формой отличной от цилиндрической. Такие нанонити представляют фундаментальный интерес в области магнетизма и оптики.
