بخشی از مقاله
چکیده
تمپلیت های اکسید آلومینیوم منظم یکی از مهمترین تمپلیت ها جهت تولید نانوسیم های می باشند. در این تحقیق این تمپلیت ها به روش آندایزینگ بصورت ترکیبی از آندایزینگ نرم و سخت در محلول اسید اگزالیک تولیده شدند. جهت بررسی ساختار و مکانیزم تشکیل ان از منحنی جریان- زمان و تصاویر SEM استفاده شد. سپس نانوسیم های نیکل به روش رسوب دهی التروشیمیایی جریان مستقیم در داخل آن رسوب دهی شد. قطر نانوسیم ها در حدود 100 نانومتر و طول آن ها 30 میکرومتر است. منحنی های جریان- زمان و بار - زمان مربوطه مورد بررسی قرار گرفت. خواص مغناطیسی نانوسیم ها با استفاده از VSM بررسی شد و آنیزتروپی شکلی در راستای عمود بر محور نانوسیم مشاهده شد.
مقدمه
نانوساختارهای تک بعدی مانند نانولولهها، نانومیلهها و مهمترین آنها نانوسیمها می باشند که توجه عمدهای را در سالهای اخیر به خود معطوف داشته است.[1] علت این امر قابلیت گسترده این مواد برای استفاده در نانوابزارها [2] و به خصوص ادوات مغناطیسی با ظرفیت بالا می باشد.[4 ,3]رسوبدهی الکتروشیمیایی در داخل تمپلیت اکسید آلومینیوم منظم - AAO - نیز یکی از روشهای با کاربرد فراوان در این زمینه میباشد. اما ساختار تمپلیت AAO و ویژگیهای آن بطور مستقیم و غیرمستقیم میتواند بر خواص اندازهگیری شده نانوسیمهای تولیدی تاثیر بگذارند. این امکان وجود دارد که با تغییر شرایط اکسیداسیون آندی بتوان به نانو حفراتی با ساختاری متفاوت دست یافت.
در نتیجه با تولید نانوسیم های رسوب یافته در داخل این حفرات، می توان شکل هندسی نانوسیم ها را با توجه به اهداف مورد نظر تغییر داد. ابداع روش آلومینای متخلخل بهسال 1950 باز میگردد که در آن زمان تنها شامل فرآیند آندایز ینگ تک مرحله ای بوده است. اما فرآیند ساخت تمپلیت اکسید آلومینیوم منظم که دارای نظم یابی طبیعی است، توسط Masuda و در سال 1995 معرفی شده است.[5] انجام آندایز متوسط معمولا در هر یک از اسیدهای معمول مانند اسید سولفوریک، اسیداگزالیک و اسید فسفریک در یک محدوده مشخصی از ولتاژ به ترتیب 25،40،195 ولت انجام می گیرد. تحقیقات مختلفی [8-6] با تغییر شرایط الکترولیت و ولتاژ توانسته اند به قطرهای مختلفی دست یابند.
چو و همکاران [7] فرآیند آندایز را تحت شرایط مشابه با شرایط آندایز متوسط در اسید سولفوریک ولی در ولتاژ 70 ولت و با عنوان آندایز سخت انجام دادند. اما در کل این فرآیندها بر مبنای فرآیند آندایز متوسط محدودیت هایی جهت تولید تمپلیت با نسبت ابعاد زیاد دارند.[9] وولی و همکاران توانستند آندایز سخت آلومینیوم را در محلول اسید اگزالیک و با ولتاژ 100-150 ولت یعنی 3 برابر ولتاژ معمول انجام دهند و نانو حفرات با قطر متغیر تناوبی را معرفی نمودند که ساختار حفرات سه بعدی بوده و پتانسیل بالایی جهت استفاده در نانو فناوری دارد. مانند: کریستالهای فوتونیک 3 بعدی، شبه مواد متا و تمپلیت جهت تولید نانو سیم هایی با متغیر تناوبی. فرآیند آندایز سخت اخیرا بسیار مورد توجه محققان دانشگاهی قرار گرفته است.
در ابتدا مطالعات روی تولید نانو کانال های آلومینا و مکانیزم تشکیل آنها متمرکز شده بود[10]، مشخص شد که تشکیل دیواره های داخلی در طی فرآیند رشد اکسید باطل است. چند سال بعد تحقیقی توسط چو و همکاران روی تشکیل نانو ساختارهای منظم هگزاگونالی در طی فرآیند آندایز سخت انجام شد.[7] فرآیند آندایز سخت میتواند از طریق روش های مختلف و ترکیب آنها انجام گیرد. چو و همکاران از الکترولیتی بر پایه اسید سولفوریک و فرآیند آندایز دو مرحله ای استفاده کرده اند؛ ابتدا آندایز گالوانواستاتیک که ولتاژ تا رسیدن به یک مقدار مشخص افزایش می یابد و آندایز پتانسیواستاتیک در آن ولتاژ ادامه می یابد.
