一種氧化鋁二維光子晶體制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種氧化鋁二維光子晶體制備方法，包括以下步驟：通過對鋁片進行預處理及陽極電化學拋光，進行第一次陽極氧化，去除第一次氧化膜，進行第二次陽極氧化以及擴孔處理，滿足在二維光子晶體制備過程中光子晶體樣品可控性高、斷裂少、有序度高、結晶性好的要求。
【專利說明】
一種氧化鋁二維光子晶體制備方法
技術領域
[0001]本發明屬于光子晶體技術領域，具體涉及一種氧化鋁二維光子晶體制備方法。
【背景技術】
[0002]光子晶體近年來在零閾值激光器、量子計算機、光波導、光開關等方面展現出巨大的應用前景。根據光子晶體對光調制的幾何特征，可將其分為:一維光子晶體、二維光子晶體、三維光子晶體。由于折射率在兩個維度上滿足周期排列，另外一個維度均勻分布，二維光子晶體有更加多的排列方式，所以二維光子晶體在光波導、光子晶體光纖、熒光增強都有廣泛地用途。氧化鋁作為一種電介質材料具有低的等離子吸收、高的漫反射，是作為光子晶體的理想材料。
[0003]目前光子晶體制備多采用自組裝模板結合溶膠-凝膠的方法，上述方法存在以下缺點:1、自組裝模板過程中可控性差。2、高溫燒結過程中斷裂多。目前國內外光子晶體制備，在以下幾方面有較大改進:1、通過二氧化硅模板，提高可控性。2、降低燒結溫度，減小樣品斷裂。但模板法制備光子晶體，仍無法完全滿足光子晶體樣品可控性高、斷裂少、有序度高、結晶性好的要求。
[0004]因此需要提供一種氧化鋁二維光子晶體制備方法來克服上述制備過程所存在的缺陷。
【發明內容】
[0005]針對現有技術的不足，本發明的目的是提供一種氧化鋁二維光子晶體制備方法，實現了可控性高、斷裂少、有序度高、結晶性好的要求。
[0006]—種氧化鋁二維光子晶體制備方法，所述方法包括以下操作步驟:
SI，對鋁片進行預處理及陽極電化學拋光；
S2，進行第一次陽極氧化；
S3，去除第一次氧化膜；
S4，進行第二次陽極氧化以及擴孔處理。
[0007]優選地，所述步驟SI具體為:將鋁片切割成1X2cm的小片，在管式爐中以500度的高溫在氮氣保護下退火4 h，退火后取出鋁片壓平，在丙酮中超聲I h去除表面油脂;處理后的鋁片在電解液中進行陽極電化學拋光，電壓為17V，溫度為4°C，在2 min后獲得鏡面似的表面。
[0008]優選地，所述電解液包括乙醇和高氯酸，所述電解液的比例乙醇:高氯酸=4:1。
[0009]優選地，所述步驟S2具體為:將拋光處理后的鋁片作為陽極，惰性金屬鈦板作為陰極，以0.3M的草酸作為電解液進行陽極氧化反應，控制反應溫度在4°C，氧化電壓為40V，第一次陽極氧化的時間為4h。
[0010]優選地，所述步驟S3具體為:將第一次陽極氧化的鋁片浸泡在6%磷酸和4%鉻酸混合液中，在60°C中浸泡Ih以去除第一次陽極氧化形成的氧化膜，去除后用蒸餾水沖洗。
[0011]優選地，所述步驟S4具體為:在去除第一次氧化膜后，將鋁片同第一次陽極氧化相同的條件進行第二次陽極氧化，氧化時間根據后續實驗需求進行調整，在第二次陽極氧化后將鋁片浸泡在5%磷酸溶液中，控制溫度在30°C擴孔處理30 min得到所需孔徑的氧化鋁二維光子晶體。
[0012]本發明的技術方案具有以下有益效果:
本發明提供一種氧化鋁二維光子晶體制備方法，通過對鋁片進行預處理及陽極電化學拋光，進行第一次陽極氧化，去除第一次氧化膜，進行第二次陽極氧化以及擴孔處理，滿足在二維光子晶體制備過程中光子晶體樣品可控性高、斷裂少、有序度高、結晶性好的要求。
【附圖說明】
[0013]下面通過附圖和實施例，對本發明的技術方案做進一步的詳細描述。
[0014]圖1是本發明一種氧化鋁二維光子晶體制備方法的二維氧化鋁光子晶體掃描電鏡圖；
圖2是本發明一種氧化鋁二維光子晶體制備方法的二維氧化鋁光子晶體透射光譜圖。
【具體實施方式】
[0015]為了清楚了解本發明的技術方案，將在下面的描述中提出其詳細的結構。顯然，本發明實施例的具體施行并不足限于本領域的技術人員所熟習的特殊細節。本發明的優選實施例詳細描述如下，除詳細描述的這些實施例外，還可以具有其他實施方式。
[0016]下面結合附圖和實施例對本發明做進一步詳細說明。
[0017]參照圖1和圖2，如圖所示，公開了一種氧化鋁二維光子晶體制備方法，首先是鋁片的預處理及拋光:將鋁片切割成I )( 2 cm的小片，在管式爐中以500高溫在氮氣保護下退火4h以消除鋁片在壓制過程中產生的應力。退火后取出鋁片壓平，在丙酮中超聲I h去除表面油脂。處理后的鋁片在電解液中(乙醇:高氯酸=4:1)進行陽極電化學拋光，電壓為17V，溫度為4°C，在2 min后獲得鏡面似的表面。
[0018]然后第一次陽極氧化:將拋光處理后的鋁片作為陽極，惰性金屬鈦板作為陰極，以
0.3M的草酸作為電解液進行陽極氧化反應，控制反應溫度在4°C，氧化電壓為40 V，第一次陽極氧化的時間為4 ho
[0019]然后去除第一次氧化膜。將第一次陽極氧化的鋁片浸泡在6%磷酸和4%絡酸混合液中，在60°C中浸泡Ih以去除第一次陽極氧化形成的氧化膜。去除后用蒸餾水沖洗。
[0020]最后第二次陽極氧化以及擴孔處理。在去除第一次氧化膜后，將鋁片同第一次陽極氧化相同的條件進行第二次陽極氧化，氧化時間根據后續實驗需求進行調整。在第二次陽極氧化后將鋁片浸泡在5%磷酸溶液中，控制溫度在30°C擴孔處理30 min得到所需孔徑的氧化鋁二維光子晶體。
[0021]氧化鋁在氧化過程中形成了縱向孔道，孔道的深度可以通過氧化時間來進行控制，一般來說，I h可以形成3-4 MI深度的孔道。
[0022]本發明提供一種氧化鋁二維光子晶體制備方法，通過對鋁片進行預處理及陽極電化學拋光，進行第一次陽極氧化，去除第一次氧化膜，進行第二次陽極氧化以及擴孔處理，滿足在二維光子晶體制備過程中光子晶體樣品可控性高、斷裂少、有序度高、結晶性好的要求
最后應當說明的是:以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非對其限制，盡管參照上述實施例對本發明進行了詳細的說明，所屬領域的普通技術人員依然可以對本發明的【具體實施方式】進行修改或者等同替換，這些未脫離本發明精神和范圍的任何修改或者等同替換，均在申請待批的權利要求保護范圍之內。
【主權項】
1.一種氧化鋁二維光子晶體制備方法，其特征在于，所述方法包括以下操作步驟: SI，對鋁片進行預處理及陽極電化學拋光； S2，進行第一次陽極氧化； S3，去除第一次氧化膜； S4，進行第二次陽極氧化以及擴孔處理。2.根據權利要求1所述的氧化鋁二維光子晶體制備方法，其特征在于，所述步驟SI具體為:將鋁片切割成1X2 cm的小片，在管式爐中以500度的高溫在氮氣保護下退火4 h，退火后取出鋁片壓平，在丙酮中超聲I h去除表面油脂;處理后的鋁片在電解液中進行陽極電化學拋光，電壓為17V，溫度為4°C，在2 min后獲得鏡面似的表面。3.根據權利要求2所述的氧化鋁二維光子晶體制備方法，其特征在于，所述電解液包括乙醇和高氯酸，所述電解液的比例乙醇:高氯酸=4:1。4.根據權利要求1所述的氧化鋁二維光子晶體制備方法，其特征在于，所述步驟S2具體為:將拋光處理后的鋁片作為陽極，惰性金屬鈦板作為陰極，以0.3M的草酸作為電解液進行陽極氧化反應，控制反應溫度在4 °C，氧化電壓為40V，第一次陽極氧化的時間為4h。5.根據權利要求1所述的氧化鋁二維光子晶體制備方法，其特征在于，所述步驟S3具體為:將第一次陽極氧化的鋁片浸泡在6%磷酸和4%鉻酸混合液中，在60°C中浸泡Ih以去除第一次陽極氧化形成的氧化膜，去除后用蒸餾水沖洗。6.根據權利要求1所述的氧化鋁二維光子晶體制備方法，其特征在于，所述步驟S4具體為:在去除第一次氧化膜后，將鋁片同第一次陽極氧化相同的條件進行第二次陽極氧化，氧化時間根據后續實驗需求進行調整，在第二次陽極氧化后將鋁片浸泡在5%磷酸溶液中，控制溫度在30°C擴孔處理30 min得到所需孔徑的氧化鋁二維光子晶體。
【文檔編號】C25F3/20GK105887154SQ201610276715
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年4月29日
【發明人】朱永勝, 王銀花, 劉旭焱, 徐秀梅, 盧志文
【申請人】南陽師范學院