摘 要

21世纪随着进入信息时代以来，因为科技的发展和有关信息产业的迅速崛起，人类对信息处理及存储的问题愈来愈关注。而存储器件作为一个重要载体要求必须具备超快的存取速率、超高的存储密度和更长的存储寿命和更高的存储质量。复用光存储材料是一种提高光存储设备性能的十分有潜力的新型材料。本文在现有的复用光存储材料的制备工艺上加以了改进，研究了不同条件下使用EPD法将不同粒径的纳米二氧化硅颗粒沉积到AAO模版上的效果。并对结果进行了比较分析。对不同条件下沉积效果的不同进行了理论上的分析推测。最后利用已知数据给出了现有条件下沉积效果最佳时的各项参数。

论文主要研究了纳米二氧化硅颗粒尺寸、AAO模版孔径、施加的电压大小、电解液导电率以及通电时间等参数对沉积效果的影响。同时出于简化实验步骤，本实验尝试用油酸包裹的二氧化硅多次浸涂提拉填充AAO膜。两种方法均取得了一定成果。研究表明在使用颗粒尺寸为50nm、质量分数为2.5%的纳米二氧化硅悬浮液（乙醇基）将其再分散在异丙醇中，与D300nm d300nm的AAO模版作为原材料，在外界电压为120V，加入I₂/丙酮混合液（6g/L）60μl,电泳10min所取得的效果最好。

本文的特色：研究了不同参数下利用EPD法进行纳米二氧化硅颗粒的沉积及多次浸涂提拉法实现纳米二氧化硅的沉积。

关键词：EPD；纳米二氧化硅颗粒；AAO模版；浸涂提拉法

Abstract

Since the humanity has entered the information age after entering the 21st century,memory requirements must have high storage density, fast access speed and longer storage life and higher storage quality because of the rapid development of science and technology and information industry.Multiplexed optical storage materials are kinds of such new materials which have much potential on improving the performance of optical storage devices. This paper has studied the different conditions of the electrophoretic impregnation of porous anodic aluminum oxide film by silica nanoparticles, which has also found the reasons. According to the as known stats the paper gives the parameters for finest electrophoretic impregnation.

This paper mainly studied the effect of diameter of SiO₂ nanoparticles, the diameter of porous anodic aluminum oxide films，electrolyte conductivity and power through time,the voltage and electric current to the EPD results.At the same time,in order to simplify the experimental procedure, this experiment try to use silica coated with oleic acid filled AAO membrane by multiple dip-coating. Two methods have achieved certain results.Research shows that in the use of particle size of 50 nm, the mass fraction is 2.5% of nano silica suspension (ethanol substrate) will be the re dispersed in isopropyl alcohol, with AAO templates of D300nm d300nm as raw materials, in the external voltage of 120V, join I₂/ acetone mixture (6g / L) 60 μl, electrify 10min has the best effect .

Key Words：electrophoretic impregnation；porous anodic aluminum oxide film；silica nanoparticles；multiple dip-coating

目 录

第1章 绪论 3

1.1 研究背景及意义 3

1.2 光存储技术的发展 3

1.3 光存储介质的材料 4

1.4 单通AAO膜（阳极氧化铝膜） 5

1.4.1单通AAO膜简介 5

1.4.2单通AAO膜应用 5

1.5 电化学沉积（EPD）简介 6

1.5.1 电泳沉积技术 6

1.5.2 电泳沉积技术的最新应用 6

1.6 本实验使用电化学沉积（EPD）的意义 7

1.7 浸涂提拉法的原理及其应用 8

1.8 本实验研究的目的 8

第2章 实验过程 9

2.1 EPD法将纳米二氧化硅颗粒沉积到AAO膜内 9

2.1.1 实验试剂及材料 9

2.1.2实验设备及装置 9

2.1.3 实验过程 10

2.2 多次提拉浸涂法将纳米二氧化硅颗粒沉积到AAO膜内 12

2.2.1 实验试剂及材料 12

2.2.2实验设备及装置 13

2.2.3 实验过程 13

第3章 实验结国及讨论 15

3.1 EPD法将纳米二氧化硅颗粒沉积到AAO膜内结果讨论 15

3.1.1 第一组实验结果及讨论 15

3.1.2 第二组实验结果及讨论 16

3.2 多次提拉浸涂法将纳米二氧化硅颗粒沉积到AAO膜内结果讨论 20

3.3 实验结论 20

3.4 建议与意见 21

第4章 总结 22

参考文献 23

致谢 24

1. 绪论

1.1 研究背景及意义

21世纪随着进入信息时代以来，信息存储、传输与处理等相关问题是提高社会整体发展水平最重要的保障条件之一。同时因为科技的发展和有关信息产业的迅速崛起，人类也对信息处理及存储的问题愈来愈关注。由于全球的信息需求量的不断增加导致的信息突增问题今后会日益加剧，所以要求作为载体的存储器件必须具备超高超快的存储密度、存取速率和更长更高的存储寿命以及存储质量。1980年到1990年代这10年间，人们最关心的问题是该如何提高计算机芯片的处理效率和速率，即怎样更好更快处理信息问题。而正是随着计算机主处理器竞争在全球掀起，在进入21世纪时已经可以达到1GHz的处理速度；而进入本世纪以来，如何更加有效地存储和管理越来越多的数据还有如何应用这些数据开始成为人们思考的问题。信息存储空间越来越拥挤，数据管理体系越来越复杂，信息数据的采集越来越难，而同时网络技术也越来越普及，这也必将导致本世纪信息存储在信息领域的兴起。

1.2 光存储技术的发展

磁存储技术率先发展起来，而在继磁存储技术之后，一种新兴起的重要信息存储技术光信息存储技术(简称光存储，目前是以光盘为代表的光学数字数据存储技术)已成为现代信息社会中不可缺少的信息载体之一。光存储技术与磁存储技术相比有许多优点，例如：(1)数据的存储容量更大、密度更高、携带也更方便。目前普遍使用的120mm的光盘能存储650MB信息，是硬盘的几十倍，是软盘的几百倍。(2)寿命长、功能多。数据在常温环境下可以保存100年以上，且根据用途分为只读型、一次写入型或可擦除型等不同功能的光盘，由不同介质制作。(3)非接触式读/写和擦。(4)数据的载噪比更高，光盘的载噪比可以达到50dB以上。(5)光盘的生产成本更低廉、数据复制工艺比较简单、制作效率更高等^[1]。

而对于超高密度、超迅速数据存储方面的研究，到目前为止各个发达国家都已经投入了大量精力开展相关的研究。尽管人们在开展各式各样的高密度存储方向的研究，但一致认为的短期有实用前景的存储方法主要集中在三维体全息、近场光学存储、双光子效应存储等方面。美国Jet Propulsion实验室、Rockwell科学中心、Stanford大学、亚利桑那大学光学中心、Carnegie Mellon大学数据存储系统中心、IBM、ATamp;T、NIST，SEIKO、SONY日本松下、NTT等研究机构都在开展上述三种相关方面的研究。为了跟上国际信息高新技术的发展并可以获得自主的知识产权^[2]，近些年来我国也越来越重视相关技术的发展同时将这方面的研究列入了国家重点基础研究发展规划(973)项目中。

1.3 光储存介质的材料

光存储介质的材料性能决定了光盘的存储参数和指标。一种良好的光存储介质应具有与采用的激光相匹配的光学性能以形成清晰稳定的记录光斑。并能实现反映迅速、储存时间长稳定性更高等优点。随着现有材料的不断探索和高密度光存储技术的进步，各种适合于光存储技术的介质材料也在不断出现发展。

只读式光盘的结构由三部分组成：盘基、金属反射层和保护层。而盘基多采用聚碳酸酯PC制成，金属反射层则多采用金属铝材料。聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯与聚烯类非晶材料一般作为光盘衬底材料，也就是保护层。