الف – پرداخت وجه بحساب وب سایت ایران ترجمه(شماره حساب)ب- اطلاع جزئیات به ایمیل irantarjomeh@gmail.comشامل: مبلغ پرداختی – شماره فیش / ارجاع و تاریخ پرداخت – مقاله مورد نظر --مقالات آماده سفارش داده شده پس از تایید به ایمیل شما ارسال خواهند شد.
قیمت
قیمت این مقاله: 25000 تومان
(ایران ترجمه - irantarjomeh)
توضیح
بخش زیادی از این مقاله بصورت رایگان ذیلا قابل مطالعه می باشد.
شماره
۵۴
کد مقاله
CHEM54
مترجم
گروه مترجمین ایران ترجمه – irantarjomeh
نام فارسی
غشای آلومینای دارای منافذ نانو تهیه شده به وسیله دندانه‌گذاری نانویی و اکسایش آندی
نام انگلیسی
Nanoporous alumina membrane prepared by nanoindentation and anodic oxidation
تعداد صفحه به فارسی
۱۵
تعداد صفحه به انگلیسی
۵
کلمات کلیدی به فارسی
میکروسکوپی نیروی اتمی / هسته ای, نانو دندانه ای, نانو حکاکی, آلومینای منفذ آندی, آندی سازی – پوشش فلز با اکسید, هسته بندی / هسته زایی منفذی
کلمات کلیدی به انگلیسی
Atomic force microscopy; Nanoindentation; Nanoimprint; Anodic porous alumina; AnodizationPore nucleation
مرجع به فارسی
علم سطحانستیتو مواد مادرید, اسپانیاانستیتو تکنولوژی ماساچوست, کامبریج, ایالات متحدهدپارتمان علوم … مادرید,اسپانیاالزویر
مرجع به انگلیسی
Surface Science, Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid, Spain; Massachusetts Institute of Technology, Cambridge,USA; Elsevier
کشور
ایالات متحده – اسپانیا
غشای آلومینای دارای منافذ نانو تهیه شده به وسیله دندانه‌گذاری نانویی و اکسایش آندی
چکیده
مساحت سطوح آرایش یافته نانویی در مقیاس بزرگ توجه گروههای تحقیقاتی در محدوده وسیعی از حوزه‌ها، نظیر بیولوژیکی، نانو الکتریک و نانومغناطیس، را به خود جلب کرده است. روش توسعه یافته برای آرایش سطوح در مقیاس نانو، ساخت آرایه های منظم از نانو عناصر بر اساس قالبهای متخلخل مانند اکسید آلومینیوم آندی با منافذ نانو(NAAO) می باشد. یکی از مشکلات ساخت NAAO براساس روشهای خود سامان یافته، کنترل تقارن و پارامتر شبکه ای فیلم های دارای منافذ نانوی منظم می باشد. در این تحقیق، یک روش ترکیبی، بر اساس نشاندار کردن نانویی میکروسکوپی نیروی اتمی(AFM) و اکسایش آندی سطح AL ، ارائه شده است. دندانه گذاری نانویی AFM جایگزین اولین مرحله آندی کردن می شود و حتی مهمتر اینکه کنترل تقارن و پارامتر شبکه ای آرایه های منظم را امکانپذیر می سازد. علاوه بر این، با استفاده از نشاندار کردن نانویی AFM، انتخاب مناطقی که آلومینای منظم در آنجا رشد می کنند، امکانپذیر می باشد. ما نشان داده ایم که به وسیله این روش، آرایه های مربعی دارای منافذ نانو از آلومینا با پارامتر شبکه ای nm105 حاصل می شود.
کلمات کلیدی: میکروسکوپی نیروی اتمی / هسته ای، نانو دندانه ای، نانو حکاکی، آلومینای منفذ آندی، آندی سازی – پوشش فلز با اکسید، هسته بندی / هسته زایی منفذی
غشای آلومینای نانو دندانه‌گذاری نانویی و اکسایش آندی
۱- مقدمه
معمولاً توجه زیادی به ساخت آرایه های منظم مبتنی بر قالبهای متخلخل نظیر اکسید آلومینیوم آندی دارای منافذ نانو (NAAO)، که می توانند سطوح آرایش یافته نانویی در مقیاس بزرگ را تولید نمایند، وجود دارد. پس از نتایج حاصل از سنتز فیلم های NAAO بسیار منظم با تقارن شش ضلعی کاملاًَ بسته از طریق فرایند آندی کردن دو مرحله ای توسط ماسودا و فوکودا]۱[، چندین کار تحقیقاتی در زمینه عامل دار کردن، کاربرد و بهینه سازی فرایند های ساخت گزارش شده اند. به ویژه، کاربردهای NAAO در نواحی مختلفی در حوزه های مربوط به نانو تکنولوژی نظیر اپتو الکترونیک، ابزارهای ذخیره مغناطیسی با چگالی بالا و بیوتکنولوژی گسترش یافته است که در این حوزه ها، توجه اصلی به استفاده از غشای آلومینای آندی (AAM) حاصل از فیلم های NAAO به عنوان قالبهایی برای رشد انواع گسترده گونه های عاملی متمرکز شده است]۶-۲[. فیلم های NAAO در فرایندهای ساخت همانند ـ ساخت مخالف نیز به کار برده شده اند تا غشاهای فلزی]۸ و۷[ و نانو تپه های مغناطیسی بر روی سوبستراهای پلیمری ]۹[ به دست آیند. قالبهای پلیمری مبتنی بر هم پلیمرهای قطعه ای خود سامان یافته]۱۰[ نیز می توانند برای به دست آوردن سطوح آرایش یافته نانویی مورد استفاده قرار بگیرند. با این وجود، مزایای فیلم های NAAO استفاده شده به صورت قالب به صورت زیر می باشند:
با این وجود، این تکنیکها گران قیمت هستند و بطور کلی کنترل دقیق دندانه گذاری نانویی ساخته شده به وسیله قالب گذاری برای بدست آوردن توزیعهای یکنواخت منافذ با نسبتهای ظاهری بالا، دشوار است. از نقطه نظر ساخت انبوه، بدست آوردن تقارنهای مختلف بر روی سطوحی که برای رشد اکسید دارای منافذ نانوی بسیار منظم مورد نیاز هستند، بسیار سخت است.
اخیراً روشهایی مبتنی بر AFM برای تولید نانو ساختارهای(پایین‌تر از nm100) روی سوبستراهای فلزی، پلیمری یا نیم رسانا ابداع شده اند. این روشها شامل اکسایش آندی]۱۷[، نانو لیتوگرافی دیپ پن]۱۸[، آرایش‌بندی مکانیکی]۱۹[ یا حرارت دهی محلی]۲۰[ می باشند.
با این وجود، کاربردهای صنعتی بزرگ مبتنی بر لیتوگرافی ردیاب پویشی بخاطر آهسته بودن سرعت انتقال اطلاعات اندکی محدودیت داشته و در نتیجه، ساخت نواحی آرایش یافته توسعه یافته کمی محدودیت دارند. با این وجود، بعضی از گروهها با بکار بردن آرایه پایه هایی که به طور موازی عمل می کند، این مشکل را حل می کنند]۲۱[.
در این تحقیق، جایگزینی را برای فرایند آندی کردن اولیه ارائه می کنیم که عبارت است از کاربرد دندانه گذاری نانویی میکروسکوپی نیروی اتمی (AFM) برای بدست آوردن سطح آرایش یافته بسیار منظم آلومینیومی]۲۳و۲۲[. این تکنیک تعیین شکل هندسی آرایه ها، نواحی و مکانهای اصلی روی سطوح و همزیستی فیلم های آلومینا با خواص مختلف در نمونه های یکسان را امکانپذیر می سازد. مزیت دیگر تکنیک نشاندار کردن نانویی AFM با توجه به آنچه با استفاده از ابزارهای فوق‌الذکر انجام شده، اینست که عمق هر دندانه گذاری نانویی می تواند به طور جداگانه و مستقل از توپوگرافی(مکان نگاری) سطوح، کنترل شود. این مزیت در ابزار نشاندار کردن نانویی ماکروسکوپی بخاطر ناهمواری سطح نمونه ها وجود ندارد. عمق زیاد دندانه گذاری در آرایه های نشاندار نانویی با پارامترهای شبکه ای پایین‌تر از nm200 ]23و۲۲[ بخاطر به هم آمیختگی منافذ، عیب محسوب می شود.
ما این محدودیت را با استفاده از بار دندانه گذاری پایین ـ مقادیر کم چند نانومتری در عمق حل کرده ایم. ما نشان می دهیم که دندانه گذاری جزیی برای تهیه فیلم های NAAO بسیار منظم با پارامتر شبکه ای کوچک مناسب است.
غشای آلومینای نانو دندانه‌گذاری نانویی و اکسایش آندی
۲- نتایج و بحث
۲-۱ دندانه گذاری نانویی AFM
ورقه های آلومینیویی با ضخامت mm5/0 و خلوص بالا (۹۹۹/۹۹%، Goodfellorw) با استفاده از روشهای تجربی که در جای دیگر توضیح داده می شوند، گریس زدایی شده و به صورت الکتریکی صیقلی می شوند]۲۴[.
سپس، این ورقه ها در شرایط معین با استفاده از سیستم میکروسکوپی نیروی اتمیNanotec Electronica در معرض فرایند دندانه گذاری نانویی قرار داده می شوند. در این تحقیق، پایه های حاصل ازmasch – (NSC16/Si3N4/Cr-AuBS) با ثابت نیروی N/m40 و شعاع nm10 نیز مورد استفاده قرار گرفتند.
مجموعه های متفاوتی ازدندانه گذاری نانویی با استفاده از بخش « لیتوگرافی» برنامه WSXM]25[ حاصل شدند. این وسیله ما را قادر می سازد که جابجایی های سر را در تمام سطح( به روش غیر تماسی) برای رسیدن به موقعیتهایی معین که از الگوی مشخصی پیروی می کنند، تعیین می کنیم. در هر مکان انتخابی، میله ردیاب به سمت سطح حرکت داده می شود تا تماس بین سر و سطح برقرار شود و پس از آن، سطح AL به صورت پلاستیکی تغییر شکل می دهد. حرکت Z– پیزو (Z-Piezo) به سمت نمونه ها تثبیت می شود تا عمق های جزیی انتخابی (d) از ۵/۴ تا nm45 و قطرهای دندانه گذاری () از ۴۰ تا nm170 حاصل شوند]۲۶[.
۲-۲٫ اکسایش آندی سوبسترا های نشاندار شده نانویی
این نکته معلوم شده است که تقارن شش ضلعی به صورت خود به خود و به روش خودنظم دهی در طی فرایندهای آندی کردن حاصل می شود. برای کشف امکان کنترل تقارن آرایه ها بوسیله نشاندار کردن نانویی AFM، آرایه دندانه نانویی AFM را با ثابت نگهداشتن فاصله بین منافذ nm105=D ایجاد کرده‌ایم(شکل۲). پس از ایجاد دندانه های نانویی با تقارن متغیر و پارامتر شبکه ای nm105=D، نمونه‌های آلومینیومی در معرض فرایند آندی کردن تنها قرار گرفتند. در این آزمایشها، پارامترهای آندی کردن مشابه پارامترهای روش خودنظم دهی انتخاب گردیده و با پارامترهای شبکه ای (nm105=D) توافق دارند]۱۲[. بنابراین، با استفاده از یک سلول الکترولیتی دست ساز (خانگی)، از محلول اگزالیک اسید M3/0 به عنوان الکترولیت استفاده شد، مقدار ولتاژ آندی کردن در V40 ثابت شد و دما در حدود ۳ ثابت نگهداشته شد. تحت این شرایط، نمونه در طی ۱۰ دقیقه آندی شد.
به این نکته توجه کنید که برای پارامترهای آندی کردن که در اینجا استفاده شده، رشد آلومینای منظم مستقل از تقارن شبکه می باشد. علاوه براین، فیلم آلومینای دارای منافذ نانوی منظم با شبکه مربعی حاصل می شود. برای بررسی این اکسید متخلخل، روش نشاندار کردن نانویی AFM را چندین بار در نمونه های AL صیقلی شده به صورت الکتریکی با انتخاب تقارن مربعی و پارامتر شبکه ای nm105 تکرار کرده ایم. آرایه های نانو دندانه ای m 2×۲ در نواحی مختلف نمونه ها ایجاد شده اند. در این مورد، عمق دندانه حدود nm5 و قطر آن حدود nm40 می باشد. پس از فرایند آندی کردن در اگزالیک اسید به مدت ۱۰ دقیقه، نواحی قبلاً نشاندار شده، متمرکز گردیدند.
مناطقی که درآن ، لایه های NAAO کاملاً منظم مربعی تناوبی بر روی نواحی آرایش یافته قبلی رشد کرده اند، در شکل ۳ مشاهده می شوند. در خارج از این مناطق، توزیع بی‌نظمی از منافذ دیده می شود. فاصله بین منافذ در نواحی آلومینای منظم با فاصله میان حفره های ساخته شده از دندانه گذاری نانویی AFM یعنی nm105 که در داخل شکل ۳(الف) نشان داده شده، مشابه می باشد. بنابراین، علاوه بر شرایط آندی کردن انتخابی، تناوب فضایی دندانه گذاری نانویی AFM موجب نظم دهی به منافذ نهایی روی سطوح NAAO می شود. ذکر این نکته شایان توجه است که شکل هندسی NAAO می تواند از نشاندار کردن نانویی AFM انتخاب شود زیرا تناوب نمونه ها پس از فرایند های آندی کردن کوتاه ثابت باقی می ماند حتی اگر تقارن آن با تقارن روش خود سامان یافته مطابقت نداشته باشد.
غشای آلومینای نانو دندانه‌گذاری نانویی و اکسایش آندی
۳- نتایج
غشاهای آلومینا با تخلخل منظم بوسیله آندی کردن منفرد دیسک های نشاندار شده نانویی Al تهیه شده‌اند. شکلهای هندسی آرایه های منافذ آلومینا با استفاده از آرایشهای دندانه گذاری نانویی AFM مختلف کنترل می شود. فاصله بین منافذ nm105 برای عمق دندانه گذاری کم(حدودnm5) حاصل شده است. توزیعهای منافذ شش ضلعی و مربعی با موفقیت به دست آمده اند. علاوه بر این، تغییر پیوسته از آرایش شش ضلعی به آرایش مربعی نیز مورد مطالعه قرار گرفته است. آلومینای دارای تخلخل نانو که بوسیله اکسایش آندی رشد کرده است، در ناحیه پیش آرایش یافته، یک آرایش منظم از منافذ را دارا می باشد اما این آرایش در ناحیه پیش آرایش نیافته، کاملاً نامنظم است. آلومینای دارای تخلخل منظم و نامنظم، سرعت رشد متفاوتی را ارائه می دهد یعنی میان دو ناحیه، تفاوت آشکاری در ارتفاع مشاهده می شود. به این نکته توجه کنید که محل آلومینای دارای تخلخل نانویی منظم با خصوصیات سطحی متفاوت با پیروی از این روش کنترل می شود.
لطفا به جای کپی مقالات با خرید آنها به قیمتی بسیار متناسب مشخص شده ما را در ارانه هر چه بیشتر مقالات و مضامین ترجمه شده علمی و بهبود محتویات سایت ایران ترجمه یاری دهید.
