摘要为了研究多级结构阳极氧化铝膜离子传输性质，本文采用二次阳极氧化法和磷酸扩 孔结合的方法，制备了具有结构变化的多孔阳极氧化铝阵列纳米通道(PAA-NCA)。结果 表明，在已制备的三种不同级数通道中，随着 PAA-NCA 级数的增加，PAA-NCA 的整流 比也随之增加。同时，计算模拟发现，通道级数的变化对离子在通道中的富集和排阻区 域的大小和浓度极化的程度产生了影响，进而引起了整流比的改变。对此，我们提出多 级整流这一概念，旨在通过调控纳米通道的结构来实现对富集和排阻区域的控制，提高 整流比，期以制造出具有高整流比的纳流控器件。78039

毕业论文关键词 纳流控 多孔阳极氧化铝阵列纳米通道(PAA-NCA) 多级整流 整流比

毕 业 设 计 说 明 书 外 文 摘 要

Title  Ionic Current Rectification in Multistage Nanochannel Array

Abstract In this paper, the porous anodic alumin nanochannel array (PAA-NCA) with structural change was fabricated by using the combination of “two-step anodization” and “phosphoric acid pore-expanding”。 Experimental results show that the ratio of ionic current rectification increases with the increasing number of structural series of PAA-NCA。 In addition, theoretical simulations indicate that the structural change of PAA-NCA has an impact on the propagation of enrichment and depletion zones of ions and the degree of concentration polarization。 Based on this research, we propose a concept of multistage rectification for the first time by controlling the structure of nanochannel for improving the ratio of ionic current rectification。

Keywords nanofludics porous anodic alumin nanochannel array (PAA-NCA) multistage rectification rectification ratio

目 次

1 绪论 1

1。1 纳流控和纳流控二极管 1

1。1。1 纳流控 1

1。1。2 纳流控二极管 1

1。2 整流及其产生原因 2

1。2。1 结构不对称 2

1。2。2 本体浓度不对称 3

1。2。3 表面电荷不对称 3

1。3 多孔阳极氧化铝阵列纳米通道 4

1。3。1 多孔阳极氧化铝的结构特征 4

1。3。2 多孔阳极氧化铝膜的制备 5

1。3。3 多孔阳极氧化铝障碍层的去除 7

1。4 本论文的主要研究工作 8

2 阳极氧化铝多级阵列纳米通道的制备研究 9

2。1 实验部分 9

2。1。1 铝箔的预处理