Наша работа [1], выполненная совместно с коллегами из Ариэльского университета (Израиль) и опубликованная в журнале Electrochimica Acta посвящена экспериментальному и теоретическому исследованию влияния естественной конвекции на темплатное электроосаждение металлических нанонитей в пористые матрицы из анодного оксида алюминия. Для этого проводили электроосаждение медных нанонитей в вертикально расположенные (вдоль направления ускорения свободного падения) темплаты при различных перенапряжениях. В ходе работы было проведено численное моделирование электроосаждения нанонитей с использованием уравнений диффузии и Навье-Стокса. Длину полученных нанонитей определяли с помощью сканирующей электронной микроскопии и сравнивали с результатами численного моделирования. Кроме того, было предложено аналитическое выражение для описания зависимости плотности тока осаждения нанонитей в условиях естественной конвекции. Установлено, что естественная конвекция электролита при электроосаждении приводит к неоднородности роста нанонитей в порах. Так, в верхней части темплата нанонити были короче, чем в нижней. Кроме того, показано, что влияние естественной конвекции возрастает с увеличением перенапряжения осаждения. Полученные в данной работе результаты интересны не только с фундаментальной точки зрения, но и могут быть использованы для разработки методики получения однородных по длине массивов нанонитей.
Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда (грант № 18-73-10151).
[1] I.A. Kalinin, A.D. Davydov, A.P. Leontiev, K.S. Napolskii, A. Sobolev, M. Shatalov, M. Zinigrad, D. Bograchev, Influence of natural convection on the electrodeposition of copper nanowires in anodic aluminium oxide templates // Electrochimica Acta, 2023, v. 441, 141766. DOI: 10.1016/j.electacta.2022.141766.