ИСТИНА

Пористые пленки анодного оксида алюминия, получаемые электрохимическим окислением металла в кислых электролитах, являются ярким примером пространственно-упорядоченных систем, имеющих важное практическое значение. Идеальную структуру данного материала можно представить в виде набора цилиндрических каналов, которые располагаются по нормали к подложке, а в плоскости образца формируют двумерный гексагональный массив. Подобное упорядочение наблюдается в узком интервале условий эксперимента, а движущая сила происходящих процессов доподлинно не известна. Кинетические закономерности анодирования алюминия исследованы методами линейной вольтамперометрии и хроноамперометрии в электролитах на основе серной, селеновой и щавелевой кислот. Установлено, что необходимым условием формирования гексагональной упаковки каналов является анодное окисление металла в кинетическом (лимитирующая стадия – химические/электрохимические процессы у основания пор) или диффузионном (лимитирующая стадия – массоперенос реагентов/продуктов в каналах оксидной пленки) режимах. При смешанной кинетике скорость роста соседних пор может отличаться, что приводит к нарушению планарности фронта роста и образованию неупорядоченной системы каналов. Влияние микроструктуры подложки на морфологию пористых оксидных пленок показано на примере поликристаллических фольг и монокристаллов алюминия с использованием растровой электронной микроскопии и малоугловой рентгеновской дифракции. Совпадение симметрии пористой структуры с симметрией расположения атомов в плоскости монокристалла Al(111) предопределяет формирование гексагонально упорядоченных областей макроскопического размера. Напротив, ось симметрии четвертого порядка в структуре Al(100) приводит к формированию большого числа разориентированных доменов малого размера. Отметим, что в случае Al(100) наблюдается наименьшая извилистость каналов, так как их направление роста совпадает с кристаллографическим плоскостям с высокой плотностью упаковки атомов. Установлено, что движущей силой указанных закономерностей является анизотропия скоростей электрохимического окисления металла, которая была показана экспериментально на монокристаллах алюминия с высокосимметричной кристаллографической ориентацией.