برای این کار بعضی نمونه­ها را مستقیماً و بعضی را نیز بعد از چسباندن بر روی شیشه و حل آلومینیوم آن­ها درون کوره قرار دادیم. با افزایش دما اکسیژن از درون دیواره­ی آلومینای متخلخل به درون سیم­ها نفوذ کرده و سبب اکسایش تدریجی آن­ها می­ شود.

برای نمونه­ Zn طبق بعضی مقالات از دمای c300⁰ و مدت زمان حدود ۳۵ ساعت استفاده کردیم. با توجه به بعضی دیگر از مقالات افزایش تدریجی دما نیز می ­تواند در بهتر اکسید شدن سیم­ها موثر باشد، در نتیجه بعضی نمونه­ها را نیز با افزایش تدریجی، ابتدا با رساندن به دمای c100⁰ و حدود یک ساعت ماندن در این دما، سپس افزایش تا c200⁰ و توقف مجدد یک ساعته در این دما و سپس افزایش تا مقدار نهای c300⁰ و ادامه تا اتمام ۳۵ ساعت اکسید کردیم. اکسایش نانوسیم­های Zn را هم بطور مستقیم و هم با افزایش تدریجی دما انجام دادیم. در شکل (۶-۲۸) نتیجه­ پراش XRD حاصل از یک نمونه انباشت شده با روی به روش الکتروانباشت پالسی با اکسایش مستقیم آورده شده است.
برای نمونه­ با نانوسیم­های قلع ابتدا در دماهای پایین (حدود c300⁰ ) اکسیداسیون انجام پذیرفت که نتیجه­ای از الگوی پراش حاصل نگردید و درصد کمی از سیم­ها اکسید گردیدند.
سپس نمونه­ حاوی لایه­ی AL در دمای حدود c650-630 در کوره قرار گرفت، که چون این مقدار از دمای ذوب آلومینیوم بالاتر بود و بعلت افزایش حجم آلومینا و تفاوت در مقدار انبساط حجمی، قسمت آلومینیومی اطراف نمونه چروک خورده و غیرقابل استفاده جهت XRD شد. در آخر نمونه را دردمایc550⁰ و به مدت حدود ۳۵-۴۰ ساعت در کوره قرار داده و از آن الگوی پراش XRD تهیه کردیم (بعد از چسباندن بر شیشه و حل آلومینیوم). این الگو در شکل (۶-۲۹) آورده شده است.
شکل (۶-۲۸) تصویر XRD حاصل از قالب آلومینای آندیک متخلخل انباشته با نانوسیم­های Zn بعد از اکسایش در دمای c300⁰ به مدت حدود ۴۰ ساعت. ستون­های عمودی نماینده­ی پیک­های غالب در یک الگوی مشخصه­ی پراش ZnO است.
شکل (۶-۲۹) تصویر XRD حاصل از قالب آلومینای متخلخل انباشته با نانوسیم­های Sn بعد از اکسایش در دمای c550⁰ به مدت حدود ۴۰ ساعت. ستون­های عمودی نماینده­ی پیک­های غالب در یک الگوی مشخصه­ی پراش SnO₂ است.
۶-۶- مقاومت­سنجی نمونه­ها
در این بخش به اندازه ­گیری مقامت الکتریکی در بعضی نمونه­ها و با شرایط خاص می­پردازیم. در این­­جا هدف ما رسیدن به یک مقاومت بهینه از نمونه­های تولیدی­ است تا ببینیم آیا امکان استفاده­ در تراشه­های الکتریکی را دارند یا خیر. چند روش محدود در آزمایشگاه بررسی گردید که بطور خلاصه در ادامه توضیح داده خواهند شد.
۶-۶-۱- مقاومت­سنجی بدون انحلال لایه­ی سدی
برای این­کار باید از نمونه ­ای که با ماده­ انباشتی لبریز گشته و سطح نمونه را رسانا نموده استفاده کرد. در نتیجه اتصال از بالا و پایین (آلومینیوم زیر نمونه ) نمونه برقرار می­باشد. قبلاً گفتیم مقاومت لایه­ی سدی بالا بوده و می­توان آن ­را تقریباً عایق فرض کرد. اما هنگامی­که جهت انباشت تناوبی یا پالسی این لایه را نازک­سازی می­کنیم، ضخامت از ته حفره­ها تا سطح آلومینیوم بسیار کم شده و بخاطر همین اصل است که الکترون­ها می­توانند با تونل­زنی در طول این لایه جابجا شده و باعث انباشت ماده گردند. در نتیجه جریان کمی می ­تواند از آن عبور کرده و با گذر از نانوسیم­ها و سطح رسانای روی نمونه، امکان اندازه ­گیری مقاومت را برای ما فراهم آورد.
یک نمونه نانوسیم Sn با انباشت و رسانندگی سطحی مناسب، برای این کار استفاده شد. مقاومت توسط آوومتر اندازه ­گیری شد. مقدار اندازه ­گیری شده کمی متغیر بوده و در نقاط مختلف نیز یکسان نبود. مقدار تقریبی متوسط برابر MΩ۲/۱ بود، که این مقدار برای یک نمونه مقاومت تجاری بالا می­باشد، در نتیجه با اکسید کردن نیز مقدار بالاتر و نامناسب­تر می­گردد.
۶-۶-۲- مقاومت­سنجی با انحلال لایه­ی سدی از روی کار
در این روش از یک نمونه­ انباشت شده از Zn که لبریز هم نبود و از روش الکتروانباشت پالسی بدست آمده بود استفاده کردیم. ابتدا نمونه را در محلول NaOH 25% قرار داده و صبر می­کنیم تا این محلول شروع به خوردن آلومینا کند. انحلال از اطراف قسمت سیاه و انباشت شده شروع می­ شود و حباب­ها بصورت حلقه­ای در اطراف این ناحیه دیده می­شوند. کم­کم انحلال از میان سیم­ها نیز شروع می­ شود. در شکل (۶-۲۹) انحلال آلومینا و حباب­زنی نمونه قابل مشاهده است.
قبل از آن­که سیم­ها همراه آلومینای اطراف سیم­ها خورده شود، محلول که به زیر نمونه راه پیدا کرده قسمت لایه­ی سدی را حل کرده و لبه­ی لایه­ی مشکی رنگ، با حباب­زدن­ها بالا می ­آید. هنگامی­که احساس کنیم لایه­ی سیاه رنگ از سطح زیرین جدا شده، نمونه را از محلول در آورده و در آب مقطر شستشو می­دهیم. البته باید با دقت نمونه را در آورد تا این لایه بر سطح آلومینیوم باقی بماند و در محلول نیفتد. حال صبر می­کنیم تا نمونه خشک شود.
از آنجا که زیر این لایه، آلومینیوم باقی مانده است، اتصال الکتریکی از زیر باید برقرار باشد. پس یک الکترود آوومتر را به لایه­ی آلومینیومی و یکی را به روی سطح نانوسیم­ها متصل می­کنیم.
با حرکت الکترود در بعضی مناطق، مقاومت بسیار بالا می­باشد. در بعضی مناطق نیز مقاومت اعدادی در حدود Ω۱۳۰۰ را نشان می­دهد. این به آن معناست که در بعضی مناطق لایه­ی سدی بین سیم­ها و آلومینیوم زیر نمونه حل شده، ولی در بعضی مناطق همچنان باقی مانده است. از آن جا که انحلال قسمت متخلخل آغاز شده و کم کم سیم­ها نیز خورده می­شدند، مجبور بودیم تا نمونه را از محلول خارج کنیم. این زمان حدود ۲۰ دقیقه به طول می­انجامد. پس با اطمینان نمی­ توان صبر کرد تا همه قسمت­ های لایه­ی سدی بطور یکنواخت حل شده و یک مقاومت ایده­آل داشته باشیم.
شکل (۶-۳۰) قالب آلومینای آندیک متخلخل انباشته با روی در حین انحلال
در محلول NaOH 25%
۶-۶-۳- مقاومت­سنجی با انحلال لایه­ی سدی از پشت کار
در این روش لایه­ی سدی پس ازانحلال آلومینیوم از پشت نمونه برداشته می­گردد. برای این کار می­توان فسفریک ۵% یا ۸% و یا NaOH 25% را امتحان کرد.
ابتدا سه نمونه­ انباشت شده توسط Zn به روش پالسی که کاملاً سیاه شده ­اند را انتخاب کردیم.
نمونه­ اول که بعد از انباشت طولانی مدت لبریز شده بود، با بررسی توسط آوومتر فاقد رسانندگی سطحی بود. در نتیجه توسط دستمال، سطح رویی را پاک کردیم، تا یک لایه رسانا بر سطح آن بنشانیم. با این کار ذرات ماده­ رسانا نیز کمی در حفره­ها نفوذ می­ کنند.
در نمونه­ دوم نیز در زمان طولانی Zn انباشت گردیده ، اما سرریز نگردیده بود. این نمونه و نمونه­ قبلی در ولتاژ حدود v50 حدود ۲۰ دقیقه در فسفریک اسید ۵% گشادسازی شده بودند.
تهیه­ نمونه­ سوم به این صورت بود که بعد از انباشت Zn به مدت حدود s400 و قبل از سرریز شدن، محلول انباشت را با gr489/23 CoSO₄ و gr 5/4 H₃BO₃ در ml100 آب مقطر عوض کرده و با روش تناوبی با شرایط Hz200 و v18 کبالت انباشت کردیم. اگر کبالت را مستقیماً با این شرایط، انباشت تناوبی می­کردیم، راحت پر شده و لبریز می­شد، اما از آن­ جا که Zn خوش­نشین نیست، نشست ماده­ ثانویه بر روی خود را نیز دچار مشکل می­ کند. در نتیجه کبالت نیز با گذشت زمان طولانی سر ریز نشد. این دو نمونه را نیز با یک لایه رسانا پوشش می­دهیم.
برای این کار از یک لایه طلا که با روش تبخیری ژول بر روی سطح نشانده شد، استفاده کردیم. این کار سبب می­ شود تا علاوه بر ایجاد اتصال الکتریکی در سه نمونه، ذرات طلا کمی بدرون حفره­ها نفوذ کرده و تعداد بیشتری از سیم­ها با سطح طلا اندود اتصال الکتریکی برقرار نمایند. برای جلوگیری از رسیدن این لایه­ی رسانا به آلومینیوم اطراف و ایجاد اتصال کوتاه دو طرف نمونه، قبل از نشست، یک ماسک بر روی هر نمونه قرار می­دهیم. سطح حاصل در شکل (۶-۳۰) آمده است. با اندازه ­گیری مقاومت دو طرف سطح هر نمونه متوجه میشویم که اتم­های طلا به سطح بعضی از سیم­ها رسیده و ارتباط الکتریکی برقرار شده­ است، اما مقدار مقاومت نشان می­دهد که تعداد سیم­هایی که در مدار قرار گرفته­اند در هر نمونه متفاوت است. مقدار این اندازه ­گیری­ها بطور تقریبی در جدول (۶-۴) آمده است. این مقاومت مجموع مقاومت لایه­ی سدی بعلاوه­ی مقاومت نانوسیم­های در مسیر قرار گرفته می­باشد. قالب هر سه نمونه با آندایز v130 و سپس نازک­سازی تا v12 تهیه شده بود. میدانیم که در آندایز سخت نظم حفره در ته حفره بهتر از سر آن می­باشد. ما در دو نمونه­ اول این نکته را در نظر گرفته و با گشادسازی حفره­، سر آن­­ها را بازتر کرده و اتم­های طلای بیشتری به داخل حفره­ها راه یافته و سیم­های بیشتری در مسیر قرار گرفته و در نتیجه مقاومت این دو نمونه از سومی کمتر شده است. اما تفاوت مقدار در نمونه­ اول و دوم شاید به آن دلیل باشد که ما سطح نمونه­ اول را پاک کردیم، در نتیجه شاید کمی آلودگی یا بی­نظمی بر سطح نمونه موجب کمی اختلال در داخل شدن طلا در حفره­های بیشتر گردیده است.
شکل (۶-۳۱) قالب آلومینای آندیک متخلخل پر شده با روی به روش انباشت الکتروشیمیایی پالسی که روی آن به روش تبخیری ژول با قرار دادن یک ماسک دایروی طلا نشانده شده است.
حال این سه نمونه را در کوره با افزایش تدریجی دما تا c300⁰ و تا زمان حدود ۳۶ ساعت قرار می­دهیم، تا سیم­ها تا حد ممکن اکسید گردند، سپس مجدداً مقاومت آن­ها را اندازه ­گیری می­کنیم. میانگین مقاومت­های اندازه ­گیری شده برای این سه نمونه نیز در جدول (۶-۴) آورده شده است.
مشاهده می­گردد که مقامت سه نمونه بالاتر رفته که بدلیل اکسید شدن نانوسیم­ها و تبدیل شدن به ماده­ نیم­رسانا یعنی ZnO می­باشد، اما افزایش مقاومت در نمونه­ها روند مشخصی را دنبال نکرده است، که ممکن است نوع اکسید شدن و مقدار سیم­های اکسید شده و یا تفاوت ساخت علت آن باشد. حال می­خواهیم مقاومت نانوسیم­ها بدون لایه­ی سدی را بررسی کنیم. حل کردن لایه­ی سدی زیر نانوسیم­ها کار آسانی نبوده و ممکن است سیم­ها نیز به همراه این لایه حل گردند. در نتیجه برای بدست آوردن زمان لازم جهت انحلال این لایه و همچنین نقطه­ی بحرانی قبل از حل سیم­ها (انحلال سیم­ها را می­توان با تمام شدن سیاهی نمونه با چشم در محلول رصد کرد و یا با تغییر آنی جریان و ولتاژ نمونه تخمین زد) می ­تواند ما را به مقدار مقاومت ایده­آل­مان جهت مقاصد صنعتی نزدیک کند.
جدول (۶-۴) مقاومت دوسر نمونه­های انباشتی با روکش طلا قبل و بعد از اکسایش