Использование пористого анодного оксида алюминия для создания наноразмерных структур и приборов наноэлектроники

Содержание Введение

1. Синтез плёнок пористого оксида алюминия

2. Технология nanoimprint

3. Морфология плёнок пористого AL₂O₃

4. Пористый AL₂O₃ в качестве темплат для синтеза нанонитей или нанотрубок с контролируемым диаметром и геометрической анизотропией

5. Мембраны из нанопористого оксида алюминия в качестве чувствительных элементов

6. Управляемые матричные автоэмиссионные катоды на основе пористого оксида алюминия Заключение Список литературы оксид алюминий нанотрубка автоэмиссионный Введение Пленки пористого оксида алюминия с высокой регулярностью ячеисто-пористой структуры находят все более широкое применение для формирования наномембран, шаблонов для синтеза наноматериалов, а также упорядоченных массивов анизотропных наноразмерных структур в электронных, магнитных и фотонных приборах и поэтому являются предметом интенсивного изучения.

Интерес к таким структурам связан с возможностью изучения на их примере как фундаментальных задач (процессы самоорганизации и магнетизм в пространственно-упорядоченных наносистемах), так и решения широкого круга прикладных вопросов, касающихся получения магнитных нанокомпозитов для устройств хранения информации со сверхвысокой плотностью записи. Так же, синтез анизотропных металлических наноструктур интересен с точки зрения создания материалов с громадным фактором шероховатости и удельной площади поверхности, что особенно важно при создании каталитически активных материалов.

Курсовой проект состоит из введения, рассматриваемых вопросов и заключения.

1. Синтез плёнок пористого оксида алюминия Синтез пленок оксида алюминия с высокоупорядоченной структурой пор проводится по методике двухстадийного анодного окисления в водных растворах электролитов. Для синтеза используются гальваностатический, потенциостатический и комбинированный режимы. Рост оксида Al происходит на аноде:

а ионы водорода восстанавливаются на катоде:

Реакция, протекающая на аноде (Al) зависит от потенциала электрода, температуры и pH среды, который в свою очередь определяется используемым электролитом.

В зависимости от условий синтеза, в частности от используемого электролита, могут образовываться два типа анодных плёнок, приведённых на рисунке 1.1. Барьерный тип пленок может быть получен в не растворяющих оксид электролитах (5 < pH < 7), например, в растворах борной кислоты. Пленки пористого типа образуются в слабо растворяющих электролитах, таких как серная, фосфорная и щавелевая кислоты.

Рис. 1.1 — Схематическое изображение пленок оксида алюминия.

Оба типа оксидных пленок алюминия состоят из двух частей: внутреннего и внешнего слоя. Внутренний слой представляет собой чистый оксид алюминия, в то время как внешний содержит примеси различных ионов.

Схема получения оксида алюминия с высокоупорядоченной структурой пор приведена на рисунке 1.2.

Рис. 1.2 — Двухстадийная методика получения оксида алюминия с высокоупорядоченной структурой пор.

На первой стадии поверхность высокочистого Al (не менее 99,99%) очищают. Затем алюминиевую подложку подвергают отжигу в течение 3 часов при 500? С для роста зерен металлического алюминия (рис. 1.2 а). Для уменьшения шероховатости поверхности алюминия обычно проводят механическую или электрохимическую полировку (рис. 1.2 б). Полировка, также как и большой размер зерен, способствуют получению упорядоченной пористой структуры оксида алюминия с большим размером доменов. После предварительной подготовки поверхности проводится первое анодное окисление алюминия[2],[3].

На начальной стадии процесса, образующиеся поры малоупорядочены (рис. 1.2 В и 1.3а). Однако в результате сил отталкивания между соседними порами в ходе длительного первого окисления происходит самоупорядочение пористой структуры. В результате этого на границе раздела оксид/металл образуется периодическая структура с плотнейшей гексагональной упаковкой пор в Al₂O₃ (рис. 1.3б). После первого анодного окисления пленку Al₂O₃ растворяют в смеси CrO₃/H₃PO₄, не затрагивая слоя Al, чтобы получить реплику нижней части оксидной пленки, имеющей упорядоченную структуру (рис. 1.2г). В результате последующего (второго) анодного окисления при тех же условиях, что и при первом окислении, удается получить пленку оксида алюминия с высокой степенью упорядочения пор (рис 1.2д и 1.4). При необходимости поры можно равномерно расширить химическим травлением (рис. 1.2е).

Рис. 1.3 — пористая пленка оксида алюминия после первого анодного окисления: а) поверхность оксидной пленки; б) нижняя часть мембраны (микрофотография получена после селективного растворения алюминия).

Рис. 1.4 — поверхность пористой плёнки оксида алюминия после второго анодного окисления.

2. Технология nanoimprint

Технология nanoimprint, заключается в предварительном нанесении на ровную поверхность алюминия небольших углублений, в которых и происходит образование пор при дальнейшем окислении. Для получения таких углублений применяется специальный штамп с периодическими выступами, изготовленный с помощью рентгеновской или электронно-лучевой литографии, позволяющих получить высокое разрешение в пределах 25нм.

Главным преимуществом технологии Nanoimprint является многократное использование штампа, что делает данный метод достаточно технологичным и экономичным. Так же для технологии nanoimprint нет ограничений связанных с вторичными электронами, дифракцией и эффектами рассеяния[2].

Данная технология позволяет получать упорядоченные пористые структуры с различной упаковкой (гексагональной, тетрагональной, а также более сложной) и различным поперечным сечением пор (ромбоэдрическим, квадратным, круглым и т. д.).

Рис. 2.1 — Данные сканирующей электронной микроскопии с плёнки пористого оксида алюминия, полученной окислением алюминия с нанесёнными углублениями на его поверхность при 195 В в 0.1 M H3PO4 в течение 10 часов: а) поверхность плёнки, б) поперечное сечение.

Следует помнить, что расстояние между соседними порами зависит от напряжения. Таким образом, анодное окисление с отпечатанными углублениями на поверхности следует проводить при напряжении. Микрофотографии плёнки пористого оксида алюминия полученной с применением описанной методики приведены на рисунке 2.1.

3. Морфология плёнок пористого AL₂O₃

В процессе длительного анодного окисления происходит самоупорядочение пор, которое объясняется с помощью модели механических напряжений, вызванных силами отталкивания между соседними порами (рис. 3.1).

Рис. 3.1 — Объемное расширение алюминия при анодном окислении.

Основными положениями, рассматриваемыми в данной теории, являются:

1. Окисление происходит на границе раздела металл/оксид главным образом за счет миграции кислородсодержащих ионов (O^2- или OH^-) из электролита.

2. При образовании пористого оксида алюминия часть ионов Al³⁺, диффундирующих через оксидный слой, переходит в раствор, не внося вклад в рост оксидной пленки.

3. В результате равновесия между растворением оксида на границе раздела оксид/электролит и образованием оксида на границе металл/оксид происходит рост пор перпендикулярно поверхности алюминия.

4. Объемное расширение при образовании оксида на границе раздела оксид/металл приводит к возникновению сжимающих напряжений в плоскости пленки, которые и являются движущей силой упорядочения пор. Расширение в вертикальном направлении способствует росту стенок пор вверх.

Согласно исследованиям, степень объемного расширения материала зависит от напряжения анодирования и влияет на взаимное расположение пор, то есть определяет образование самоупорядоченной или хаотичной структуры. Оптимальными условиями формирования самоупорядоченной пористой структуры оксида алюминия является о? 1,2. Даже незначительное отклонение о от этого эмпирически найденного значения приводит к резкому уменьшению размеров областей с упорядоченным расположением пор.

Структура пористых плёнок анодированного оксида алюминия, полученных методом двухстадийного окисления, не лишена дефектов. Можно выделить два основных типа дефектов: точечные и протяжённые.

Отсутствие пор в случае образования точечного дефекта приводит к заметному искажению формы соседних пор. Протяжёнными дефектами являются границы доменов. Внутри каждого домена поры образуют регулярную двумерную гексагональную сетку, однако домены в целом разориентированы относительно друг друга[2].

4. Пористый AL₂O₃ в качестве темплатов для синтеза нанонитей и нанотрубок с контролируемым диаметром и высокой геометрической анизотропией Важным преимуществом использования пленок пористого Al2O3 для получения нитевидных наночастиц является возможность применения электроосаждения, основными достоинствами которого являются:

? простота реализации и возможность получения широкого спектра материалов;

? возможность контроля количества внедренного вещества на основе закона Фарадея;

? возможность контролируемого создания сильно анизотропных наноструктур с учетом вариации режимов осаждения, формы и концентрации пор;

? полнота заполнения пор внедряемым материалом, чего не удается достичь при использовании методов пропитки пор с последующей химической модификацией.

Так как электрохимический процесс выделения металла локализуется в пограничной области электрод/раствор, то возможно применение матричной изоляции (темплатирования) для контролируемого роста наночастиц. В частности, при ограничении зоны протекания электрохимического процесса стенками пористой матрицы возможно получение осадков с контролируемым форм-фактором частиц.

При электрохимическом осаждении наночастиц металлов в поры мембраны из оксида алюминия необходимо на одной из ее сторон создать электрический контакт. Для этого на одну сторону пленки Al2O3 после удаления барьерного слоя и растравливания пор до нужного диаметра напыляют слой золота толщиной 0,3?0,5 мкм. Затем мембрану с напыленным золотым контактом помещают на токопроводящую основу, которая придает механическую прочность изготавливаемому электроду. В качестве основы обычно используют пластинку из меди или стеклоуглерода. Место контакта изолируют силиконовым герметиком обладающим хорошими адгезионными и механическими характеристиками, а также химически инертным в кислой среде. Схематическое изображение мембраны готовой к электроосаждению наночастиц в поры представлено на рисунке 4.1.

Рис. 4.1 — матрица Al2O3 для электроосаждения наночастиц.

Для контролируемого роста нитевидных наночастиц металлов в матрице пористого Al2O3 электрохимическое осаждение проводят в трехэлектродной ячейке (рис. 4.2) в потенциостатическом режиме при комнатной температуре[2].

Рис. 4.2. — Схема трехэлектродной ячейки: 1 — рабочий электрод; 2 — вспомогательный электрод (Pt); 3 — разделительный кран; 4 — капилляр Луггина; 5 — электрод сравнения (насыщенный хлорсеребряный электрод).

Вспомогательным электродом служит Pt проволока, а электродом сравнения — насыщенный хлорсеребряный электрод. Состав электролита и потенциал осаждения приведены в табл. 1.

Таблица 1

Синтез нанонитей германия Синтез германия проводится методом термического испарения порошка германия на пористые пленки оксида алюминия. Пористый оксид алюминия (диаметр пор — 75 нм, толщина пластины — 30 мкм), представляющий собой пленки круглой формы диаметром 20 мм, фиксируется углеродным скотчем на подложки из кремния или ситалла стандартного (64?48 мм) размера. Пластины закрепляются на держателе образцов. Напыление германия проводилось при температуре конденсации 100 °C. Одновременно было получено два образца, один из которых был отожжен при температуре 350 °C в течение 3,5 часов в атмосфере аргона. На рисунке 4.3. представлены дифрактограммы образцов в сравнении с дифрактограммой порошка материала. Видно, что в результате напыления порошка материала получаются наноструктуры в аморфном состоянии, которые кристаллизуются после отжига.

Рис. 4.3. — Рентгеновские дифрактограммы образцов наноструктур Ge в матрицах пористого оксида аолюминия до и после отжига при температуре 350 °C в течение 3,5 часов в атмосфере аргона в сравнении с дифрактограммой порошка Ge.

На рисунке 4.4. представлены СЭМ-изображения массива упорядоченно расположенных нитей (а) и наноточек с нитями (б) германия. Изображения получены после удаления пористой пленки оксида алюминия. Видно, что нити диаметром около 75 нм (рис. 4.4а) расположены параллельно друг другу, а наноточки и нити (рис. 4.4б) имеют пространственную периодичность около 50 нм. Расположение нитей и точек, а также их диаметр аналогичны диаметру и расположению каналов в пленках пористого оксида алюминия, что указывает на репликацию германием структуры темплата. Наноразмерные точки образуются при «обрыве» нанонитей во время удаления матрицы, что требует особой осторожности при травлении[5].

Рис 4.4 — СЭМ-изображения массива упорядоченно расположенных нитей (а) и наноточек с нитями (б) германия.

5. Пористый оксид алюминия в качестве чувствительных элементов Наноструктурированный анодный пористый оксид алюминия позволяет использовать его в качестве активного чувствительного к влаге элемента при формировании сенсоров влажности, благодаря возможности с использованием электрохимического процесса анодирования получать капиллярные наноканалы и изменять их геометрические параметры (диаметр и длину).

Для разработки конструктивно-технологических вариантов получения сенсоров влажности возможно использование слоев как с наличием барьерного слоя Al₂O₃ на дне нанопор, так и без него, когда поры являются сквозными по всей длине.

Основные конструктивные варианты датчика влажности на основе анодного оксида алюминия представлены планарной и объемной конструкциями, выполненными в виде МДМ (металл-диэлектрик-металл) конденсатора с тонким проницаемым верхним электродом или встречно-штыревой схемой тонкопленочных электродов с нанопористым чувствительным слоем, соответственно. МДМ-конденсатор состоит из алюминиевой подложки, на которой методом электрохимического окисления сформирован анодный окисел. Вторым электродом служит тонкий влагопроницаемый слой металла (чаще всего золота, реже алюминия, серебра, палладия или платины). В качестве подложки используются алюминиевая фольга, кремниевые или керамические подложки с тонкими (~ 1мкм) слоями напыленного алюминия (рис. 5.1). Характеристики алюминиево-оксидных датчиков в основном определяются свойствами анодных пленок оксида алюминия, которые, в свою очередь, зависят от состава электролита и режимов анодирования[6].

Толщина пленки оксида алюминия влияет на чувствительность датчика и определяет его динамические характеристики. Датчики с толщиной окисной пленки ~ 1,5−2,5 мкм позволяют измерять влажность в пределах от 20 до 100%

Рис. 5.1 —. Схематическое изображение фрагмента емкостного датчика МДМ-конструкции на основе нанопористого анодного оксида алюминия: 1 — алюминиевая подложка, 2 — анодный оксид алюминия, 3 — проницаемый тонкий электрод, 4 — адсорбционная поверхность, 5 — молекулы воды.

К недостаткам такой конструкции относится трудность нанесения полупрозрачного электрода на пористой поверхности оксида алюминия. Тонкий слой металла имеет высокое удельное сопротивление, что увеличивает значения активных потерь в конденсаторной структуре. Относительно толстые пленочные покрытия частично или полностью закрывают поры в диэлектрике, и снижаются сорбционные свойства поверхности оксида. На рисунке 5.2 приведены усредненные зависимости изменения емкости датчика от относительной влажности при ее увеличении от 10% до 90% и уменьшении до исходных значений. Как следует из этих данных, исходные величины емкости датчика влажности составляют ~30 пФ при минимальном значении относительной влажности и ~200 пФ при ее максимальном значении, т. е. чувствительность — более 2 пФ/%. Это достаточно хороший показатель для проектирования электронной схемы преобразования аналогового сигнала в цифровой.

Рис. 5.2 — Усредненные значения изменения емкости датчика при изменении относительной влажности.

Проведенные температурные испытания подтвердили предполагаемые относительно небольшие изменения параметров датчика в диапазоне от минимальных до максимальных значений относительной влажности (рис. 5.3). При нагреве от 20 °C до 60 °C изменения усредненных значений емкости датчика колебались в пределах от 2−3 пФ при относительной влажности 10%, до 40 пФ — при 90%.

Рис. 5.3 — Усредненные значения изменения емкости датчика при изменении относительной влажности и температуры окружающей среды.

Применение технологии на основе пленок анодного оксида алюминия позволяет целенаправленно изменять зазоры между обкладками емкостной структуры, проектировать планарно-объемные конструкции дифференциальных конденсаторов и применять их для емкостных датчиков относительной влажности[7].

6. Управляемые матричные автоэмиссионные катоды на основе пористого оксида алюминия Автоэмиссионные катоды (холодные катоды) — это источники электронов, принцип работы которых основан на явлении автоэлектронной эмиссии, т. е. на туннелировании электронов под действием приложенного электрического поля через потенциальный барьер на границе раздела «твердое тело — вакуум». Вероятность такого туннелирования определяется высотой потенциального барьера (работой выхода) и величиной приложенного электрического поля. Подобные катоды обладают очень большой плотностью тока, не требуют подогрева и практически безынерционны. Спектр применения автоэмиссионных катодов чрезвычайно широк: от приборов вакуумной электроники до эффективных источников света различного назначения. Но, пожалуй, самая перспективная область — плоские автоэмиссионные дисплеи для мониторов и телевизоров, не уступающие электронно-лучевым дисплеям по разрешению и яркости. Для таких применений необходимо формировать большие матрицы автоэмиссионных катодов (рис. 7.1). Для этих целей могут использоваться высокоупорядоченные нанопористые структуры анодного оксида алюминия[3].

Рис. 7.1 — Поперечное сечение матричных автоэмиссионных катодов с управляющим электродом: 1 — диэлектрическая матрица анодного оксида алюминия; 2 — эмиттеры; 3 — управляющий электрод; 4 — подложка.

Использование углеродных нанотрубок позволяет получать автоэмиссионные катоды с большим геометрическим соотношение аспекта. Данное свойство обеспечивает коэффициент усиления электрического поля порядка 1000, что позволяет снизить пороговые напряженности электрического поля в район 1−2 В/мкм.

Однако, при синтезе углеродных нанотрубок в пористых матрицах анодного оксида алюминия, имеет место ряд проблем, одной из которых является наличие надежного электрического контакта нанотрубок к подложке из-за наличия барьерного оксидного слоя в структуре оксидных ячеек, который исключает электрический контакт углеродной нанотрубки к подложке.

Для решения данной проблемы можно применять три типа контактных интерфейсов (нанокатализаторов: металлоксидного, полупроводникового и металлического), полученных электрохимическим способом посредством удаления барьерного слоя анодного оксида алюминия. Что в свою очередь, позволяет сформировать прямой физический и электрический контакт углеродной нанотрубки к подложке, при незначительном увеличении диаметров пор оксидной матрицы, а также значительно улучшить автоэмиссионные характеристики и достичь высоких значений эмиссионных токов, что имеет особую значимость для практических применений.

Более детально рассмотрим применение контактных интерфейсов на примере. Исходные образцы представляют собой напыленные на кремниевые подложки n-типа проводимости с сопротивлением 4 Ом/? и ориентацией (100) в вакууме магнетронным способом тонкопленочные структуры. Для первого типа интерфейса напылялись титан толщиной 250 нм (первый слой), алюминий толщиной 1,5 мкм (второй слой). Для второго и третьего типов интерфейса напылялся только алюминий толщиной 1,5 мкм. Формирование пористой матрицы анодного оксида алюминия осуществляли электрохимическим методом в водном растворе щавелевой кислоты (Н₂С₂О₄) с концентрацией 0,2 М в гальваностатическом режиме при плотности анодного тока 8 мА/см² и температуре электролита 20? С.

Для образцов первого типа по достижении фронтом анодирования титанового подслоя происходило локальное анодирование титана под каждой порой с образованием столбиков оксида титана, который прокалывал барьерный оксидный слой оксидной ячейки и вырастал, вследствие объемного роста, в нижнюю часть поры. Для гарантированного удаления барьерного оксидного слоя на дне каждой поры образец подвергался реанодированию в том же электролите. Реанодирование, осуществлялось в потенциостатическом режиме с линейной разверткой потенциала со скоростью 1 В/с до 60 В и выдержкой при этих условиях 30 минут. Затем образцы подвергалась операции расширения пор в нагретом до 50? С 2 М растворе серной кислоты (Н₂SO₄) в течение 25 минут. Полученная структура характеризуется следующими параметрами: высота анодного оксида алюминия — 2 мкм, диаметр пор — 45 нм, шаг матрицы — 120 нм, высота столбиков оксида титана — 100 нм. В итоге был сформирован первый тип контактного интерфейса углеродных нанотрубок к подложке через Ti/TiO2 (Рис. 7.2).

Рис. 7.2 — Схематическое изображение и микрофотография контактного интерфейса в матрице анодного оксида алюминия между углеродными нанотрубками и подложкой на основе TiO₂/Ti системы.

Второй тип интерфейса был получен путем анодирования алюминия на кремнии. В данном случае по достижении фронтом анодирования поверхности кремния под воздействием приложенного электрического поля ионизированный кислород, доставляемый к барьерному слою анионами электролита восстанавливается до молекулярного кислорода, в результате чего начинается газовыделение с поверхности барьерного слоя. Электроны из подложки, при этом, туннелируют через барьерный слой, через так называемые наноканалы, которые с течением времени постепенно увеличиваются в размерах до такой степени, что через них начинает проходить ионизированный кислород и анионы электролита. В это время анионы начинают входить в контакт с кремнием под порами. В этом месте начинают формироваться цилиндрические карманы, в которых образовывается молекулярный кислород, и он постепенно накапливаясь, выходит на поверхность, расширяя наноканалы. На поверхности кремния, при этом, в месте контакта с электролитом под каждой порой образуется тонкий (5 нм) слой оксида кремния. Затем образцы подвергаются операции расширения пор в нагретом до 50? С 2 М растворе серной кислоты (Н₂SO₄) в течение 25 минут (Рис. 7.3).

Рис. 7.3 — Схематическое изображение и микрофотография контактного интерфейса в матрице анодного оксида алюминия между углеродными нанотрубками и подложкой на основе SiO₂/Si системы.

Третий тип интерфейса получен с помощью матриц второго типа в поры, которой, электрохимически осаждается никель. Электрохимическое осаждение никеля проводится в водном растворе 0,38 М сульфата никеля NiSO₄, 0,13 М хлорида никеля NiCl₂, 0,65 М борной кислоты H₃BO₃ с добавлением CH₃(CH₂)₁₁OSO₃Na, доведенным до значения рН 5,2 20% раствором NaOH, при плотности тока j = 4 мА/см2 в течение 5 минут. Катодный потенциал при осаждении составляет 0,9−0,7 В. Температура электролита поддерживается в диапазоне 45?±1?С. Для электрохимического осаждения применяется трех электродная электрохимическая ячейка с хлорсеребряным электродом сравнения. Осаждение ведётся при постоянном перемешивании электролита. В результате формируются никелевые затравки-катализаторы, плотно контактирующие с нижележащей системой Si/SiO2 (Рис. 7.4).

Рис. 7.4 — Схематическое изображение и микрофотография контактного интерфейса в матрице анодного оксида алюминия между углеродными нанотрубками и подложкой на основе Ni/Si системы.

Затем в полученных матрицах с тремя типами интерфейсов производился синтез нанотрубок. Синтез углеродных нанотрубок осуществлялся методом атмосферного химического газофазного осаждения ХПО-процесса каталитического пиролиза жидкофазных углеводородов в присутствии «летучего» катализатора в горизонтально расположенном трубчатом, кварцевом реакторе. Образцы нагревались в атмосфере Ar от комнатной температуры до 850 °C, при этом расход аргона равен 200 см³/мин, при достижении 850 °C в реактор вводился 1% раствор ферроцена в ксилоле в течение 30 секунд, после чего реактор охлаждался до комнатной температуры. Структура трубок многослойная, средний внешний диаметр от 15 нм до 100 нм, длина отдельных нанотрубок — до 5 мкм. В процессе синтеза внутренняя поверхность стенок пор покрывается углеродом, образуя наноструктуру, повторяющую форму стенок пор, покрытие располагается по всей длине пор от основания (интерфейса) до поверхности анодного оксида алюминия. Сами углеродные нанотрубки растут из пор на поверхности оксидной матрицы.

Автоэмиссионные исследования полученных массивов углеродных нанотрубок в пористом оксиде алюминия проводились в постоянно токовом и импульсном режимах. В качестве катода использовалась автоэмиссионная матрица, а в качестве анода использовался стеклянный экран покрытый люминофором ZnS. Расстояние между катодом и анодом составляло 300 мкм, исследования проводились в вакууме 2· 10^-7 мбар. В процессе исследований строились вольт-амперные характеристики для всех трех типов интерфейсов (рис. 7.5). Как видно из графика ВАХ исследованных образцов имеет экспоненциальный характер, минимальную пороговую напряженность электрического поля продемонстрировал образец с третьим типом интерфейса, которая составила 1,17 В/мкм при токе в 1 мкА. Первый тип интерфейса показал напряженность электрического поля 1,73 В/мкм, а второй тип интерфейса — 2,53 В/мкм. По уровню автоэмиссионных токов образцы расположились в той же последовательности.

Рис. 7.5 — ВАХ, измеренные в режиме постоянного напряжения для трех типов интерфейсов.

Таким образом, были получены массивы вертикально ориентированных УНТ контактирующих с кремниевой подложкой посредством трех типов интерфейсов (нанокатализаторов): металлоксидного, полупроводникового и металлического. Первый и третий тип продемонстрировали низкие пороговые напряженности электрического поля и высокие эмиссионные токи. В целом полученные результаты свидетельствуют о перспективности применения подобных структур в панельных автоэмиссионных дисплеях[1].

Заключение

В данном курсовом проекте рассматривались вопросы, связанные с получением и применением пористого анодного оксида алюминия.

Данный материал вызывает интерес, в связи с уникальной «собственной» структурой, позволяющей изготавливать из него столбиковые, нитевидные, точечные элементы с нанометровыми размерами, которые невозможно получить и воспроизвести известными методами микросборки (в частности, путём фотолитографии).

Следует отметить, что получение пористого анодного оксида алюминия представляет интерес при разработке функциональных слоёв для устройств оптоэлектроники, сенсорики, наноэлектроники, а также при изготовлении фильтров, мембран, фотои эмиссионных приборов.

1. Автоэмиссионные матрицы на основе массивов вертикально ориентированных углеродных нанотрубок на локализованных в порах анодного оксида алюминия нанокатализаторах. Лабунов В. А., Басаев А. С.,

Горох Г. Г., Мозалев А. М., Соловей Д.В.

2. Синтез пространственно упорядоченных метал-оксидных нанокомпозитов на основе пористого оксида алюминия. Напольский К.С.

3. Электрохимическая технология микрои наноэлектронных устройств. Сокол В.А.

4. Плёнки, сформированные золь-гель методом на полупроводниках и мезопористых матрицах. Гапоненко Н.В.

5. Синтез наноразмерных структур на основе Ge в матрице пористого оксида алюминия. Чукавин А. И., Валеев Р. Г., Бельтюков А.Н.

6. Мембранные сенсорные элементы из нанопористого оксида алюминия для контроля относительной влажности. Д. Л. Шиманович, Д. И. Чушкова, В. А. Сокол.

7. Объёмно-планарный конструктивный вариант микродатчика относительной влажности на нанопористом оксиде алюминия. Мухуров Н.И.