基于两步法阳极氧化的TiO2纳米管阵列制备研究

稀有金属材料与工程, 2015, 44(12): 3136-3140.

基于两步法阳极氧化的TiO2纳米管阵列制备研究

张君慧 ^1, , 郭丽芳 ^2, , 赵清华 ^3, , 张文栋 ^4, , 李大维 ^5, , 李刚 ^6, , 孙伟 ^7,

1.太原理工大学新型传感器和智能控制系统重点实验室(教育部),山西太原,030024

2.太原理工大学新型传感器和智能控制系统重点实验室(教育部),山西太原,030024

3.太原理工大学新型传感器和智能控制系统重点实验室(教育部),山西太原,030024

4.太原理工大学新型传感器和智能控制系统重点实验室(教育部),山西太原,030024

5.太原理工大学新型传感器和智能控制系统重点实验室(教育部),山西太原,030024

6.太原理工大学新型传感器和智能控制系统重点实验室(教育部),山西太原,030024

7.海博瑞恩电子科技有限公司,江苏无锡,214000

基金项目: 国家“863”计划项目(2013AA041100) 山西省高等特色学科建设([2012]45)资助项目山西省人社部留学人员科技活动项目择优资助(153050010-C) 山西省科技研究基金(2013021017-1,20141001021-2) 山西省科技重大专项(20121101004) 山西省人社厅留学人员科技活动项目择优资助(143050103-S) 国家自然科学基金(51205275,51205276)

关键词：硅基底 , 阳极氧化 , TiO2纳米管阵列

Fabrication of TiO2 Nanotube Arrays by Two-step Anodic Oxidation

Keywords： Si substrate , anodic oxidation , TiO2 nanotube array

采用低浓度的无机溶剂HF溶液(0.05％,质量分数)对溅射在硅基底上的400 nm钛薄膜进行阳极氧化制备TiO2纳米管阵列,并利用SEM对制备出的TiO2纳米管阵列进行表征.实验结果表明,通过优化阳极氧化电压幅值、电压施加方式和氧化时间,均可有效控制纳米管阵列的尺寸和形貌.首先施加0.5V的低电压28 min,在低浓度的HF溶液中阳极氧化钛薄膜制备TiO2纳米管阵列,其管径可达120 nm左右.在此基础上,对电压施加方式进行改进,提出两步法施加电压方式,并优化氧化时间,在硅基底钛薄膜上制备出管径为100 ～ 270 nm结构紧密有序的TiO2纳米管阵列,明显优于钛薄膜在有机电解液中氧化制备的管径为70～100 nm的TiO2纳米管阵列.

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