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양극산화기술

  

양극산화기술이란 특정한 산 용액 내에서 양극으로 사용하는 금속을 전기적으로 산화시키는 일련의 과정을 일컫는다. 알루미늄은 양극산화기술에 대표적으로 사용되는 물질 중의 하나로서 양극산화과정을 거친 알루미늄은 독특한 나노구조의 형태를 나타낸다.

이러한 나노구조의 크기와 모양 및 정렬을 조절하는 것이 용이하므로, 알루미늄은 양극산화기술 및 응용에 많이 사용되고 있다.

알루미늄의 양극산화과정은 여러 가지 조건들이 존재하지만, 기본적으로 아래와 같은 과정을 통하여 AAO(Anodic Aluminum Oxide)나노템플레이트를 만든다.


아래와 같은 일련의 과정에서 조건(용액, 전압, 시간 등)들을 변화시키면 생성되는 AAO 기공의 크기 및 기공간의 거리를 제어할 수 있다.

  • Electro-polishing
  • 1st Anodizing
  • Etching
  • 2nd Anodizing
  • Widening
 
이와 같은 AAO 나노 템플레이트는 나노 구조(나노 와이어, 나노튜브)를 만드는 틀로 사용될 뿐만 아니라 단단한 무기재료 구조를 기반으로 한 나노소자의 제작에 유용하다. AAO 나노 템플레이트 및 나노 멤브레인은 미래의 나노기술 응용분야(초고집적 하드디스크, 차세대 반도체, 평판 디스플레이, 광결정, 나노진공관등)에 매우 중요한 역할을 하게 될 것이다.
 
  • 특정한 산 용액(Oxalic Acid)에 알루미늄을 담근 후, 알루미늄에는 양극을 연결한다.
    • 음극을 연결한 물질을 알루미늄과 평행하게 용액 내에 위치시킨다.
    양단에 특정한 전압(40V)을 인가한다.
    알루미늄에 알루미나가 생성되고, Al3+는 용해액에 녹고, O2-/OH-는 양극인 알루미늄 방향으로 향하게 된다.

  • 알루미나 표면의 거칠기 때문에 전기마당이 지역적으로 분포하게 된다.
  • 강화되는 전기마당의 용해작용에 의해서 알루미나에 기공이 형성된다.
  • 기공의 성장이 안정화된다.