Мембраны из окиси алюминия

[novitatis avidus]

Уважаемые знайки,

прошу вас помочь советом o тонко-пористых мембранах Al₂O₃ на алюминиевой подложке.

 

Проблема в следующем:

1. есть функциональная подложка из алюминия. Она должна остаться под мембраной;

2. на ней электрохимически растится плёнка Al₂O₃ толщиной от 20 до 50 мкм и диаметром пор от 15 до 3 нм;

3. нужно, по возможности, селективно вытравить дно у этих пор до алюминия или истончить его до толщины 1 - 2 нм

 

Какой из подходов вы бы посоветовали:

а) (реактивное) ионное травление,

б) электрохомическая обработка,

в) (ан)изотропное химическое вытравливание.

 

Где бы почитать о конкретных способах и рецептах?

Я буду премного благодарен вам за развёрнутые ответы и возможность дискуссии.

[aversun]

3. нужно, по возможности, селективно вытравить дно у этих пор до алюминия или истончить его до толщины 1 - 2 нм

Дно этих пор чем либо отличается по свойствам от остальной поверхности окиси алюминия? Почему вы думаете, что эти поры не имеют дна у поверхности алюминия указанной вами толщины?

[novitatis avidus]

Дно этих пор чем либо отличается по свойствам от остальной поверхности окиси алюминия? Почему вы думаете, что эти поры не имеют дна у поверхности алюминия указанной вами толщины?

 

Из литературы следует, что оксид в порах неоднороден по химии, правда градиентно: примесь элементов электролита распределяется в аморфном Al₂O₃ более-мениее логорифмически (форма кривой зависит от конкретного раствора). Этой частью слоя можно пожертвовать. Более того, оксид на дне поры нагружен механически сильнее, чем в стенках и имеет(???) трещины. Но это - тонкие настройки уже работающего рецепта. А я, пока, никак с подходом определиться не могу: как же добиться преобладания транспортной составляющей травления в таких тонких порах? Я даже согласен с минимальным протравливанием пор в ширину или на поверхности, лишь бы алюминий достать на дне и мембрану не потерять.

[aversun]

Алюминия вы в любом случае если и достанете, то не сохраните, опять окись наростет при удалении травильного раствора. Уширение пор будет обязательно. Пробуйте щелочную среду или фториды в нейтральной или щелочной среде.

[novitatis avidus]

Алюминия вы в любом случае если и достанете, то не сохраните, опять окись наростет при удалении травильного раствора. Уширение пор будет обязательно. Пробуйте щелочную среду или фториды в нейтральной или щелочной среде.

Да мне собственная оксидная плёнка мешать и не должна. До тех пор, пока она ток (пусть даже тунельно) потом проводить будет. А более конкретно о фторидах в нейтральной среде вы отписаться сможете? Химический подход - более изотропный. По моим соображениям, щёлочь растворит или сильно повредит мембрану: транспорт вещества в электролите до поверхности Al₂O₃ однороден, а в мембранах - затруднён. Может у вас есть опровергающая меня референция?

[aversun]

Фториды связывают алюминий в прочный комплекс [AlF6]^-3, это может быть фторид в слабокислой или слабощелочной среде (NaF, KF), возможно применить слабый раствор плавиковой кислоты, KHF2, NH4F.

[novitatis avidus]

Фториды связывают алюминий в прочный комплекс [AlF6]^-3, это может быть фторид в слабокислой или слабощелочной среде (NaF, KF), возможно применить слабый раствор плавиковой кислоты, KHF2, NH4F.

И вы счтаете, что это сместит реакцию в сторону транспорта вещества? А слаборастворимый AlF₃? Он же сам забьёт поры. Может, всё же, помочь ионам внешним электрическим потенциалом?

[Himeck]

Мдаа, в Йенском политехе нет оборудования для проведения факторного эксперимента оксидирования алюминия в градиенте концентрации, времени, температуры, плотности тока?

[novitatis avidus]

Мдаа, в Йенском политехе нет оборудования для проведения факторного эксперимента оксидирования алюминия в градиенте концентрации, времени, температуры, плотности тока?

Вы, таки, будете смеяться, но я каждую неделю узнаю, что в нашем огороде что-то всё же есть. Моя проблема - я новичёк в этой области физической химии. Прошу вас: поясните, что вы имели в виду под "факторным экспериментом оксидирования алюминия в градиенте концентрации (времени, температуры, плотности тока)"? Чем он может мне помочь при селективном травлении опеределённых областей оксида, чтоб он был здоров, алюминия?