Введение
2. Литературный обзор 10
2.1. Электрокристаллизация металлов 10
2.2. Электрохимический темплатный синтез 13
2.3. Пленки оксида алюминия на поверхности металла 15
2.3.1. Самоорганизация пористой структуры оксида алюминия 19
2.3.2. Применение технологии «nanoimprint» для получения бездефектных пористых структур АЬОз 27
2.3.3. Применение пленок пористого оксида алюминия 28
2.4. Магнитные свойства анизотропных наноструктур 29
2.4.1. Магнитокристаллическая анизотропия 30
2.4.2. Анизотропия формы 31
2.4.3. Перемагничивание однодоменных частиц 33
2.5. Фотонные кристаллы ... 35
2.5.1. Коллоидные кристаллы 37
2.5.2. Инвертированные коллоидные кристаллы 39
2.6. Электрокристаллизация металлов в пористых матрицах 41
2.6.1. Подготовка матрицы для электроосаждения 41
2.6.2. Кинетика заполнения матрицы 43
2.6.3. Совместимость темплата с используемым электролитом 45
2.6.4. Типичная морфология наноструктур, получаемых на основе пленок анодного оксида алюминия и коллоидных кристаллов 46
2.7. Применение дифракционных методов для анализа структуры пространственно-
упорядоченных наносистем 48
2.7.1. Разрешение и когерентность 55
2.8. Постановка задачи исследования 57
3. Экспериментальная часть 58
3.1. Реактивы и материалы 58
3.2. Общая схема получения пористых матриц с упорядоченной структурой и нанокомпозитов на их основе 58
3.3. Синтез пористых пленок оксида алюминия 60
3.3.1. Подготовка алюминия 60
3.3.2. Получение оксидной пленки 60
3.3.3. Удаление барьерного слоя 61
3.3.4. Контроль диаметра пор 62
3.4. Синтез коллоидных кристаллов из полистирольных микросфер 62
3.4.1. Получение монодисперсных микросфер из полистирола 62
3.4.2. Подготовка подложек 63
3.4.3. Получение пленочных образцов фотонных кристаллов на проводящих подложках 63
3.5. Электрохимическая ячейка для электрокристаллизации металлов 65
3.6. Электрокристаллизация металлов в матрице пористого оксида алюминия 65
3.6.1. Подготовка матриц 65
3.6.2. Осаждение металлических наноструктур 67
3.7. Электрокристаллизация металлов в матрице коллоидных кристаллов 68
3.8. Методы анализа и характеристики материалов 68
3.8.1. Рентгенофазовый анализ 69
3.8.2. Масс-спектрометрия с индуктивно связанной плазмой 69
3.8.3. Атомно-эмиссионная спектрометрия с индуктивно связанной плазмой 70
3.8.4. Растровая электронная микроскопия 70
3.8.5. Рентгеноспектральный микроанализ 70
3.8.6. Сканирующая туннельная микроскопия 70
3.8.7. Просвечивающая электронная микроскопия 71
3.8.8. Хроноамперо/кулонометрия 71
3.8.9. Циклическая вольтамперометрия 71
3.8.10. Вольтамперо/кулонометрия 71
3.8.11. Стационарные поляризационные кривые 72
3.8.12. Магнитные измерения 72
3.8.13. Адсорбционные измерения 72
3.8.14. Термический анализ 73
3.8.15. Оптическая спектроскопия 73
3.8.16. Малоугловое рассеяние поляризованных нейтронов 73
3.8.17. Ультрамалоугловая дифракция рентгеновского излучения 74
4. Результаты и их обсуждение 77
4.1. Пленки анодного оксида алюминия: структура, кинетика и механизм самоорганизации 77
4.1.1. Анализ шероховатости поверхности алюминия 77
4.1.2. Морфология оксидных пленок 78
4.1.3. Дифракционное исследование структуры пленок анодного оксида алюминия 81
4.1.4. Малоугловое рассеяние нейтронов на пространственно-упорядоченных наноструктурах: теория 83
4.1.5. Влияние примесей и микроструктуры алюминия на морфологию оксидных пленок 84
4.1.6. Количественный анализ дальнего порядка в пленках пористого оксида алюминия - ультрамалоугловая дифракция рентгеновского излучения 88
4.1.7. Зависимость структуры пленок оксида алюминия от напряжения анодирования 93
4.1.8. Дифракционные эксперименты с изменяемой локальностью 97
4.1.9. In-situ исследование процесса упорядочения 99
4.1.10. Механизм упорядочения пористой структуры в процессе анодного окисления алюминия 103
4.2. Нитевидные наноструктуры на основе пористых пленок анодного оксида алюминия 105
4.2.1. Влияние потенциала осаждения металла на полноту и равномерность заполнения пористой матрицы 105
4.2.2. Магнитные свойства Ni и Со нанонитей 109
4.2.3. Применение поляризованных нейтронов для изучения магнитных свойств пространственно-упорядоченной системы нанонитей Ni 113
4.2.4. Электрокристаллизация слоистых наноструктур в матрице пористого AI2O3 119
4.2.5. Наноструктуры Pt на основе пористого АЬОз 124
4.3. Коллоидные кристаллы 131
4.3.1. Влияние электрического поля на микроструктуру коллоидных кристаллов при вертикальном осаждении микросфер на проводящие подложки 131
4.3.2. Дифракционное исследование структуры коллоидных кристаллов 133
4.4. Электрокристаллизация металлов в пустотах коллоидных кристаллов 139
5. Заключение: перспективы электрохимического темплатного синтеза 145
6. Выводы 147
7. Список литературы 149
