Влияние поверхностного потенциала анодных алюмооксидных пленок на их зарядовые свойства

The surface potential of anodic alumina films and their charge properties have been studied. The surface potential of anodic alumina films after anodic process has positive values, but then this potential is decreased to zero level with subsequent transition to negative values. The negative displacement of the surface potential is associated with a negative built-in electric charge of aluminum anodic oxide. The mechanism of transition from the positive built-in electric charge to the negative one inside the anodic oxides is proposed. The highest density of the negative charge is observed in the films formed in electrolytes based on the aqueous solutions of the citric and phosphoric acids.Представлены результаты исследования поверхностного потенциала анодных алюмооксидных пленок и их зарядовых свойств. Показано, что поверхностный потенциал анодных алюмооксидных пленок сразу после окончания анодного процесса имеет положительное значение, но с течением времени этот потенциал уменьшается до нулевого уровня с последующим переходом в область отрицательных значений. Установлено, что отрицательное смещение поверхностного потенциала связано с отрицательным встроенным электрическим зарядом анодного оксида алюминия. Предложен механизм перехода от положительного встроенного электрического заряда к отрицательному внутри анодных оксидов. Установлено, что наибольшая плотность отрицательного заряда наблюдается в пленках, сформированных в электролитах на основе водных растворов лимонной и ортофосфорной кислот

Effect of anodic voltage on parameters of porous alumina formed in sulfuric acid electrolytes

Local porous aluminum anodizing with a photolithography mask has been carried out at anodic voltages varying from 15 to 200 V in sulfuric acid electrolytes. Record anodic voltages at room temperature have been achieved leading to new parameters of porous alumina such as interpore distance up to 320 nm, forming cell factor up to 1.2 nm/V, thickness expansion factor up to 3.5, porosity up to 1%, sulfur concentration up to 7.7 at.%. A central angle of porous alumina cells has been measured in concave points as well as in peak points of porous alumina cells at the border with aluminum. The measurements have shown that central angles can reach 90° at anodic voltages larger than 100 V. The electric field distribution in porous alumina cells has been simulated for different central angles. It is found that the electric field reaches 2.7×1010 V/m in the layers with a porosity of 1% in growing alumina

СТРУКТУРА И ЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ АНОДНЫХ АЛЮМООКСИДНЫХ ПЛЕНОК, СФОРМИРОВАННЫХ В СЕРНОКИСЛОМ ЭЛЕКТРОЛИТЕ ВЫСОКОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ

Porous aluminium anodization process has been investigated in 63 wt % sulfuric electrolyte. Porous alumina formed at anodic voltages till 16 V had the «honey comb» cell structure while porous alumina formed at anodic voltages more than 16 V displayed the tubular cell structure with thickness expansion factor more than 2,5. The obtained results can be explained by resulted of Al(OH)3 formation during anodization process at high electric field inside anodic films.Представлены результаты исследования электрохимического анодирования алюминиевой фольги и тонких алюминиевых пленок, осажденных на кремниевые пластины, в сернокислом электролите высокой концентрации при разных напряжениях формовки. Показано, что при увеличении напряжения формовки более 16 В происходит формирование трубчатой структуры анодного оксида, большую часть которого составляет гидрооксид алюминия. При этом коэффициент роста толщины анодных пленок увеличивается до 3, а коэффициент формовки гексагональных ячеек снижается до 2,2 нм/В

ВЛИЯНИЕ ПОВЕРХНОСТНОЙ СТРУКТУРЫ ТИТАНОВЫХ ИМПЛАНТАТОВ НА РЕАКЦИЮ СО СТОРОНЫ КОСТНОЙ ТКАНИ

The growth of bone tissue on titanium plates and mounting screws during surgical treatment of mandibular fractures was studied. The growth of bone tissue was more intensive on the developed surface in comparison with a polished surface. The methods of electrochemical treatment of titanium surface in order to control the regeneration process of bone tissue on the titanium constructions used during surgery were proposed.Исследовано влияние состояния поверхности крепежных накостных титановых пластин и шурупов на рост костной ткани на их поверхностях в процессе хирургического лечения переломов нижней челюсти человека и установлено, что рост костной ткани на развитой микроструктурированной поверхности происходит с большей интенсивностью по сравнению с гладкой поверхностью. Предложены методы обработки титановой поверхности с целью управления процессом регенерации костной ткани на титановых конструкциях, используемых в процессе хирургического лечения

Spin-Dependent Electronic Transport in IrMn–Co/Pd Multilayered Systems

Relation between magnetoresistance and magnetization reversal in thin multilayered IrMn-Co/Pd films deposited both on planar and nanoporous substrates is in focus of the present work. Magnetic anisotropy, exchange coupling and mechanisms of magnetic resistivity are discussed

ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ АНОДНОГО ОКСИДА АЛЮМИНИЯ С ТРУБЧАТОЙ СТРУКТУРОЙ

The formation conditions of anodic alumina with a tubular structure have been investigated. It is shown that alumina has the self-ordered tubular structure at temperature of barrier oxide layer to be several tens of degrees more than electrolyte temperature in cases of viscous electrolytes (viscosity more than 10-2 Pa·s at 20 °C) and hundred degrees more in cases of low viscous electrolytes (viscosity less than 10-2 Pa·s at 20°C). It is assumed that temperature of the barrier layer during the formation of the self-ordered tubular alumina can reach several hundred degrees because of the presence of spherical structures in the pores mouths. These spheres are expected to be formed due to the melting of an aluminum substrate during the anodizing process.Проведено исследование условий формирования пористого анодного оксида алюминия с трубчатой структурой. Показано, что самоупорядоченная трубчатая структура оксида алюминия формируется в том случае, если температура барьерного слоя превышает температуру электролита на несколько десятков градусов для вязких электролитов (вязкость более 10-2 Па·с при 20 °С) и на сто градусов и более для водных электролитов с низкой вязкостью (вязкость менее 10-2 Па·с при 20 °С). Сделано предположение, что температура барьерного слоя в процессе формирования самоупорядоченного трубчатого оксида алюминия может достигать нескольких сот градусов, что объясняет возникновение шарообразных структур в устьях пор, формируемых в результате оплавления алюминия в процессе анодирования

Enhanced Perpendicular Exchange Bias in Co/Pd Antidot Arrays

Magnetic nanostructures revealing the exchange bias (EB) effect have attracted much interest in recent years due to their promising applications in spintronics, magnetic sensing and recording devices with various functionalities. In this paper, we report on the perpendicular exchange bias effect in a multilayered thin film composed of [Co/Pd] ferromagnetic multilayers exchange-coupled to an antiferromagnetic IrMn. The film was deposited on a porous anodized titania template. Influences of the films’ surface morphology as well as the order of layers deposited on the EB effect were studied. The enhancements of the EB field HEB (up to 30%) and the coercive field HC (two times) were achieved in the nanoporous films relative to their continuous film counterparts, which could be attributed to the specific morphology of the porous surfaces

ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АНОДНОГО ОКСИДА ТИТАНА И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ В ЧЕЛЮСТНО-ЛИЦЕВОЙ ХИРУРГИИ

Studying of anodic titania formation has showen that anodization forming factor at low anodic voltages is 3,3 nm/V, while at high anodic voltages it’s value decreases till 1,5 nm/V. The investigation of optical properties of anodic titania has showed the possibilities to tune the titania refractory index in the whole visible ranges. The application of anodic titania in maxillofacial surgery has been demonstrated for visualization of titanium objects.Исследован процесс формирования оксида титана методом электрохимического анодирования. Сформированы пленки плотного оксида титана различных цветов, установлена линейная зависимость толщины пленки оксида от напряжения формовки и параболическая зависимость коэффициента формовки от напряжения формовки. Это определяет оптические свойства образующихся оксидных пленок и возможность управления их коэффициентом отражения во всем видимом оптическом диапазоне. Опробовано использование исследуемых пленок для визуализации и маскирования объектов, используемых в челюстно-лицевой хирургии

Effect of surface potential of anodic alumina film on their charge properties

The surface potential of anodic alumina films and their charge properties have been studied. The surface potential of anodic alumina films after anodic process has positive values, but then this potential is decreased to zero level with subsequent transition to negative values. The negative displacement of the surface potential is associated with a negative built-in electric charge of aluminum anodic oxide. The mechanism of transition from the positive built-in electric charge to the negative one inside the anodic oxides is proposed. The highest density of the negative charge is observed in the films formed in electrolytes based on the aqueous solutions of the citric and phosphoric acids