CoAAO纳米有序阵列复合结构的光致发光和光吸收特性.pdf

第28卷，第3期 光谱学与光谱分析 V01．28，No．3。pp517—521 200 and March，2008 8年3月 SpectroscopySpectralAnalysis Co／AAO纳米有序阵列复合结构的光致发光和光吸收特性 李守义1，王成伟1’孙，李 燕1，王 建1，马保宏1 1．西北师范大学物理与电子工程学院，甘肃兰州730070 2．中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室，甘肃兰州730000 摘要以草酸电解液制备的高度有序的纳米级多孔阳极氧化铝(AAO)为模板，采用交流电化学沉积工艺 合成了Co／AAO纳米有序阵列复合结构。分别研究了AAO模板和Co／AAO结构的光致发光和光吸收特 性。结果表明，AAO模板在350～550nrn范围内存在较强的光致发光带，其峰位在395nm处；Co／AAO纳 米有序阵列复合结构的光致发射峰位亦在395mTl处，且发光峰强度随Co沉积量的增加而迅速减弱。实验 发现，Co／AAO纳米有序阵列复合结构的光吸收边从近紫外至近红外的波段范围内发生大幅度红移，最大 红移量甚至超过380nm。文章定性分析并解释了Co／AAO纳米有序阵列复合结构吸收边大幅度红移及其光 发射峰位不变、而峰强减弱的主要原因。 关键词阳极氧化铝，光致发光；光吸收；纳米有序阵列 中图分类号：0484．4文献标识码：A 文章编号：1000-0593{2008)03-0517-05 我们以AAO为模板，采用电化学或化学气相沉积 引 言 (CvD)工艺，成功制备出多种大面积高度取向金属／ AAOc71、半导体／AA0[8]以及碳纳米管／AAOc9]等有序纳米 将具有纳米尺度的金属粒子沉积在有序介孔固体的孔 阵列自组装复合结构，并分别研究了这些结构的场发射特 内，可构成纳米粒子和介孔固体的复合体系。在该复合体系 性、磁学特性[10]及光学特性[n]。本文主要考察了采用电化 中金属颗粒高度分散、均匀分布，与孔壁间存在界面，且埋 学方法在草酸电解液中制备的Co／AAO纳米有序阵列复合 植金属纳米颗粒的孔洞本身又是开放的，与环境有接触。由 结构的光致发光特性和光吸收特性。 于这种金属／介质纳米组装体系具有独特的物理学、化学、 电学、磁学、机械学和光谱学性能[1’2]在诸多领域获得广泛1实验 应用，从而引起物理学与材料科学领域科学工作者的兴趣， 并采用多种方法合成之。其中，借助于电化学阳极氧化方法 inln×13 将经预处理的高纯铝箔(99．99％，25姗×20 生成的高度有序纳米级多孔阳极氧化铝(AAO)模板，在气相 或液相条件下，合成多种金属纳米有序阵列复合结构，不仅 min)后，在0．5mol·L-1草酸电解 中进行电化学抛光(3～5 成本低廉、制备工艺简单，而且在精确的控制纳米粒子的形 液中加上不同氧化电压(35～60V)、经不同氧化时间(2～8 状、尺寸、成分以及掺杂因紊等来改变纳米结构的电子学、 h)进行阳极氧化，温度为0℃。用去离子水冲洗，氮气吹干， 磁学、以及光学性质的研究方面有很大的自由度。因此，基 室温下放人硫酸钴溶液(CoSO,·7H20，120