两步电沉积法制备单晶Au 纳米线阵列.PDFVIP

中国科技论文在线 第 10 卷 　第 1 期 电化学 Vol . 10 　No . 1 2004 年 2 月 EL ECTROCHEM ISTR Y Feb . 2004 ( ) 文章编号 :1006- 347 1 2004 0 1- 0009- 05 两步电沉积法制备单晶Au 纳米线阵列 1 1 2 1 1 1 向　娟 , 田景华 ,倪子绵 ,黄陟峰 ,刘 　波 , 田中群 ( 1 2 ) 厦门大学化学系 ,厦门大学分析测试中心 ,福建 厦门 36 1005 摘要 : 　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. 关键词 : 　氧化铝模板 ;交流电沉积 ;成核电压 ;生长电压 ;金纳米线阵列 中图分类号 : 　O 646 　　　　　　　　　　文献标识码 : 　A 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[ 1 ] 、单电子器件[2 ] 、化学传感器 、催化[3 ] 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[4 ] 、 Ag[5 ] 、Pb [6 ] 、Si [7 ] 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 SER S 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[ 8 ] 、高频调制电沉积[9 ] 等等. 本文以多孔氧化铝为模板 ,采用简单的 两步交流电沉积法制备具有单晶结构和高填充率的金纳米线阵列 ,初步探讨了交流沉积电压 对纳米线形貌 、晶体结构及其填充率的影响. 1 　实验部分 1 . 1 　仪器和试剂 ( ) ( W YJ-45A 型晶体管稳压电源 天津市无线电元件三厂 , HS-4 精密恒温浴槽 成都仪器 ) ( ) Ι ( 厂 ,220V ,50 Hz 交流电源 厦门整流器厂 , L abRam 型共焦显微拉曼系统 法国Dilor 公 收稿 日期 :2003- 09- 24 通讯联系人 , Tel : (86- 592) 2 181906 ,E- mail : zqtian @xmu . edu . cn ( ) ( ) 国家自然科学基金 2002 1002