ИСТИНА

Пористый оксид алюминия (por-Al2O3), полученный электрохимическим способом, представляет собой упорядоченные ансамбли пор и непротравленных участков Al2O3 нанометрового диапазона. Высокий научный интерес к данному материалу обусловлен его уникальными физико-химическими свойствами, среди которых высокая удельная площадь поверхности, химическая инертность, нетоксичность и ряд других. Создание оптического биосенсора на основе Al2O3 представляет важную научную задачу как с фундаментальной, так и с практической точки зрения. Поэтому целью данной работы являлось сравнительное исследование фотолюминесценции в por-Al2O3, сформированном в щавелевой и серной кислотах, и изучение влияния на нее парамагнитных дефектов в структуре образцов. Спектры фотолюминесценции (ФЛ) измерялись на микрорамановском спектрометре Horiba Jobin Yvon HR800. Для исследования парамагнитных дефектов использовался спектрометр электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) Bruker ELEXSYS-E500-10/12, расположенный в ЦКП Физического факультета МГУ. Рor-Al2O3 был сформирован в процессе анодирования алюминиевой фольги в растворах на основе щавелевой и серной кислот при одинаковых параметрах синтеза (концентрация кислоты - 1.5 М, плотность тока - 15 мА/см2, температура электролита - 5 0С). Согласно данным сканирующей электронной микроскопии образцы por-Al2O3 представляют собой упорядоченные массивы нанопор со средним диаметром пор 12 нм. Обнаружено, что пленки por-Al2O3 полученные в щавелевой кислоте (por-Al2O3-Ox) характеризуются интенсивной ФЛ в диапазоне от 400 до 550 нм, в то время как образцы, синтезированные в серной кислоте (por-Al2O3-S), не люминесцируют. Установлено, что в por-Al2O3-Ox регистрируется сигнал ЭПР с g-фактором, равным 2.0022±0.0005. Согласно литературным источникам данную линию ЭПР можно отнести к кислородным вакансиям с неспаренным электроном (F+ центры). Была рассчитана концентрация F+ центров, которая составила Ns=2.5·1017 г-1. В пленках por-Al2O3-S также обнаружен сигнал ЭПР аналогичной природы. Концентрация F+ центров составила Ns=2.7·1015 г-1. Таким образом, можно предположить, что ФЛ в por-Al2O3 обусловлена излучательной рекомбинацией фотовозбужденных носителей заряда на обнаруженных дефектах - парамагнитных кислородных вакансиях. Варьируя состав электролита и параметры синтеза, можно управлять концентрацией дефектов и, следовательно, ФЛ образцов por-Al2O3 в широких пределах.