Автореферат (1105445), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Аналогичные рассуждения справедливы для верхней грани с учетом поворота на 90° – в плоскости (010)отклонение двух семейств каналов от нормали к поверхности составляет 0,26° и 0,65°.Природа формирования АОА на вицинальных гранях определяется влиянием двухконкурирующих факторов (рис. 17). Содной стороны, электромиграция заряженных частиц вдоль линий напряженности электрического поля задает направление роста каналов по нормали кповерхности металла. С другой стороны, пересечение высокосимметричныхкристаллографических плоскостей (010)и (001), направленных вглубь подложкиперпендикулярно ее поверхности, энергетически не выгодно вследствие за- Рис.
17. Общая схема формирования АОА натруднения транспорта ионов кислорода вицинальных гранях (показан скол оксиднойпленки). Два семейства каналов с различнымичерез данные плоскости с высокой направлениями роста окрашены в различныеплотностью упаковки атомов Al.цвета для лучшей визуализации. Пунктиромобозначена нормаль к вицинальной грани.16Следует отметить, что электромиграция заряженных частиц по нормали к поверхности образца, несомненно, является основным фактором, определяющим рост каналов, так как их отклонение от данного направления за счет вклада кристаллическойструктуры алюминия не превышает 1° по абсолютной величине.5. Выводы1.
Исследование динамики анодного окисления алюминия показало, что необходимым условием упорядочения пористой структуры оксидных пленок является планарный фронт роста каналов, что реализуется в кинетическом режиме («мягкие»условия анодирования), а также частично справедливо в режиме предельного диффузионного тока («жесткие» условия анодирования). Оксидные пленки, выращенные в смешанном режиме, обладают разупорядоченной пористой структурой.2. Изменение скорости развертки напряжения от часто используемого значения0,5 В/с до 5,0 В/с на начальной стадии анодного окисления алюминия в «жестких»условиях при больших напряжениях и плотностях тока значительно увеличиваетоднородность пористой структуры по толщине. При этом для оксидных пленоктолщиной менее 30 мкм доля оксидного слоя, формируемая в нестационарныхусловиях, уменьшается более чем на порядок.3. Методами растровой электронной микроскопии и малоугловой рентгеновскойдифракции изучена морфология пленок анодного оксида алюминия, обладающихпространственно-упорядоченной пористой структурой.
В пределах одного зернаметалла в структуре оксидной пленки существует выделенное направление ориентации рядов пор в плоскости образца, которое скачкообразно меняется на границемежду соседними зернами. Аналогичным образом сохраняется направление ростаканалов в пределах монокристаллической области подложки (± 0,2°), а переходчерез межзеренную границу приводит к его значительному изменению на 1-2°.4. Анизотропия скоростей электрохимического окисления металла является движущей силой возникновения дальнодействующих ориентационных корреляций вструктуре анодного оксида алюминия. Пирамидальные выступы на границераздела металл/оксид, боковые грани которых образованы устойчивыми крастворению кристаллографическими плоскостями, являются переходнымиструктурами, связывающими ориентацию алюминия со средней ориентациейрядов пор в плоскости оксидной пленки.
При прочих равных условиях минимальная мозаичность структуры достигается на монокристаллах Al(111), а максимальная – в случае Al(100), что обусловлено наличием двух равнозначных направлений ориентации рядов пор в плоскости пленки, разориентированных на 90°.5. Присутствие в структуре алюминия устойчивых к растворению кристаллографических плоскостей (например, {100} или {111}), пересекающих поверхность подложки под углом близким к нормальному, приводит к отклонению направленияроста каналов в анодном оксиде алюминия от перпендикулярного к плоскостиобразца на угол до 1°.17Основное содержание диссертации изложено в работах:1. Напольский К.С., Росляков И.В., Елисеев А.А., Лукашин А.В., Лебедев В.А., ИткисД.М., Третьяков Ю.Д.
Калибровочные решетки на основе само-организующихсяструктур пористого оксида алюминия. // Альтернативная энергетика и экология.2009. № 11(79). С. 86-89.2. Grigoriev S.V., Syromyatnikov A.V., Chumakov A.P., Grigoryeva N.A., Napolskii K.S.,Roslyakov I.V., Eliseev A.A., Petukhov A.V., Eckerlebe H. Nanostructures: scatteringbeyond the Born approximation. // Physical Review B.
2010. V. 81. P. 125405.3. Napolskii K.S., Roslyakov I.V., Eliseev A.A., Petukhov A.V., Byelov D.V., GrigoryevaN.A., Bouwman W.G., Lukashin A.V., Kvashnina K.O., Chumakov A.P., Grigoriev S.V.Long-range ordering in anodic alumina films: a microradian X-ray diffraction study.
//Journal of Applied Crystallography. 2010. V. 43. P. 531-538.4. Napolskii K.S., Roslyakov I.V., Eliseev A.A. Byelov D.V., Petukhov A.V., GrigoryevaN.A., Bouwman W.G., Lukashin A.V., Chumakov A.P., Grigoriev S.V. The kinetics andmechanism of long-range pores ordering in anodic films on aluminium. // Journal ofPhysical Chemistry C. 2011.
V. 115. P. 23726-23731.5. Napolskii K.S., Roslyakov I.V., Romanchuk A.Yu., Kapitanova O.O., Mankevich A.S.,Lebedev V.A., Eliseev A.A. Origin of long-range orientational pore ordering in anodicfilms on aluminium. // Journal of Materials Chemistry. 2012. V. 22. P. 11922-11926.6. Росляков И.В., Напольский К.С., Евдокимов П.В., Напольский Ф.С., Дунаев А.В.,Елисеев А.А., Лукашин А.В., Третьяков Ю.Д. Термические свойства мембрананодного оксида алюминия. // Наносистемы: физика, химия, математика. 2013.
Т. 4.№ 1. С. 120-129.7. Чумаков А.П., Росляков И.В., Напольский К.С., Елисеев А.А., Лукашин А.В.,Eckerlebe H., Bouwman W.G., Белов Д.В., Окороков А.И., Григорьев С.В. Влияниемикроструктуры подложки на продольную корреляционную длину пористойсистемы анодного оксида алюминия: исследование методами малоугловойдифракции. // Российские нанотехнологии. 2013. T.
8. № 9-10. C. 34-40.8. Roslyakov I.V., Eliseev A.A., Yakovenko E.V., Zabelin A.V., Napolskii K.S.Longitudinal pore alignment in anodic alumina films grown on polycrystalline metalsubstrates. // Journal of Applied Crystallography. 2013. V. 46. P. 1705-1710.9. Григорьев С.В., Чумаков А.П., Григорьева Н.А., Eckerlebe H., Росляков И.В.,Напольский К.С., Елисеев А.А.
Влияние двукратного ядерного рассеяния наядерно-магнитную интерференцию в эксперименте по малоугловой дифракцииполяризованных нейтронов. // Поверхность: рентгеновские, синхротронные инейтронные исследования. 2014. № 10. C. 53-63.18БлагодарностиАвтор выражает искреннюю благодарность своим требовательным руководителями добрым наставникам Кириллу Сергеевичу Напольскому и Алексею ВикторовичуЛукашину за интерес к научной работе и ценные советы при ее выполнении. Авторпризнателен Андрею Елисееву (ФНМ МГУ) и Андрею Петухову (Utrecht University)за гениальные идеи и плодотворное обсуждение полученных результатов. Огромнуюпомощь в экспериментальной работе автору оказали студенты факультета наук оматериалах Дмитрий Кошкодаев, Наталья Куратова и Елена Гордеева, которыевыполнили синтез и исследование ряда образцов.Автор благодарит С.В.
Григорьева, А.П. Чумакова (ПИЯФ), D. Hermida Merino(ESRF), А.В. Забелина, Е.В. Яковенко и А.Ю. Грузинова (НИЦ “Курчатовскийинститут”) за помощь при проведении экспериментов по малоугловой рентгеновскойдифракции; А.В. Гаршева (ФНМ МГУ), А.Е. Баранчикова и В.К. Иванова (ИОНХРАН) за предоставленную возможность исследования образцов методами растровойэлектронной микроскопии и дифракции обратно рассеянных электронов; В.А.Лебедева (ФНМ МГУ) за проведение измерений методом атомно-силовоймикроскопии и оптической профилометрии; А.С. Манкевича (Химический факультетМГУ) за исследование ряда образцов методом дифракции обратно рассеянных электронов.
За ценные замечания при подготовке текста диссертационной работы авторпризнателен И.Е. Корсакову и О.А. Брылеву.Самые теплые слова благодарности автор выражает коллективу группынаноматериалов за создание идеальной рабочей атмосферы в лаборатории, внимание кработе и огромную помощь во всех начинаниях.Особую благодарность автор выражает родным и друзьям за бесценную помощь иморальную поддержку, а также всем сочувствующим, которые внесли свой вклад ввыполнение данной работы.19.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
