Плёнки α-Al2O3 с упорядоченной пористой структурой для создания функциональных материалов с высокой химической и термической стабильностью

Оксидные плёнки, формируемые на поверхности алюминия и его сплавов методом анодного окисления, находят широкое применение в различных областях нанотехнологии благодаря их уникальной структуре, содержащей однородные по размерам каналы цилиндрической формы, расположенные параллельно друг другу и перпендикулярно поверхности. Однако, анодный оксид алюминия является аморфным, что приводит к низкой химической устойчивости в кислых и щелочных средах, а также постепенной деградации в водных растворах уже при нейтральных рН. Эффективным подходом к увеличению инертности является кристаллизация материала при повышенной температуре в смесь полиморфных модификаций Al2O3 и далее в фазу корунда. Сохранение в ходе указанных превращений исходной морфологии системы пор, которая задается условиями анодирования, является амбициозной задачей, которая в настоящее время не решена для пористых пленок с диаметром каналов менее 50 нм.Настоящее исследование направлено на разработку метода синтеза плёнок α-Al2O3 с упорядоченной пористой структурой, пригодных для создания функциональных материалов с высокой химической и термической стабильностью. В ходе реализации проекта на основе данных синхронного термического анализа будет разработана программа термической обработки, приводящая к кристаллизации анодного оксида алюминия в фазу корунда с сохранением исходной пористой структуры. Аттестация кристаллической структуры, морфологии и широкого набора функциональных характеристик пористых пленок α-Al2O3 (коэффициента теплового расширения, теплоемкости, теплопроводности, химической стойкости, механических и транспортных свойств) позволит создать фундамент для дизайна широкого круга функциональных материалов с заданными физико-химическими свойствами.C практической точки зрения, пористые пленки корунда могут стать универсальной платформой для создания устройств, функционирующих при высоких температурах и/или в агрессивных средах. В рамках проекта пористый α-Al2O3 будет использован в качестве темплата для синтеза массива анизотропных наноструктур VO2 методом осаждения из паровой фазы при повышенных температурах, а также для формирования металлических нанонитей с помощью темплатного электроосаждения из агрессивных электролитов.Апробация отработанных подходов к управляемой кристаллизации пористых плёнок, полученных анодированием используемого в промышленности сплава алюминия А5005, станет важным шагом к дальнейшему внедрению результатов проекта.