Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов
Основан в 2009 году

Различные схемы получения фрактального рельефа наноразмерных пленок платины

Д.В. Иванов1, А.С. Антонов1,2, Е.М. Семенова1, А.И. Иванова1, В.А. Анофриев1, Н.Ю. Сдобняков

1 ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»
2 ФГБОУ ВО «Тверская государственная сельскохозяйственная академия»

DOI: 10.26456/pcascnn/2021.13.156

Оригинальная статья

Аннотация: В работе исследуется морфология рельефа наноразмерных пленок платины на поверхности слюды с помощью сканирующего зондового (в режиме атомного-силового) и туннельного микроскопов. Пленки платины исследовались непосредственно после их получения на установке магнетронного напыления, а также после отжига в муфельной печи в воздушной атмосфере. Отжиг позволял установить возможные диапазоны изменения фрактальной размерности и высотных параметров, соответствующие деградации нанорельефа. Получены значения фрактальной размерности для пленок разной толщины при двух альтернативных методах исследования на разных исходных масштабах образцов: на основе данных атомно-силового микроскопа – c D=2,17÷2,38 и сканирующего туннельного микроскопа – c D=2,28÷2,50 в зависимости от последовательности напыления слоев и отжига пленок. Выбор последовательности операций магнетронного напыления и отжига и внешних условий позволяют формулировать рекомендации по развитию технологии «выращивания» структур с заданной морфологией поверхности.

Ключевые слова: сканирующая зондовая микроскопия, режим атомно-силового микроскопа, сканирующая туннельная микроскопия, магнетронное напыление, отжиг, нанорельеф, параметры шероховатости, фрактальная размерность, пленки платины

  • Иванов Дмитрий Викторович – аспирант 4 года обучения кафедры общей физики, ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»
  • Антонов Александр Сергеевич – к.ф.-м.н., научный сотрудник кафедры общей физики, ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет», старший преподаватель ФГБОУ ВО «Тверская государственная сельскохозяйственная академия»
  • Семенова Елена Михайловна – к.ф.-м.н., доцент кафедры физики конденсированного состояния, ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»
  • Иванова Александра Ивановна – к.ф.-м.н., доцент кафедры прикладной физики, ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»
  • Анофриев Виталий Александрович – студент 1 курса магистратуры кафедры общей физики, ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»
  • Сдобняков Николай Юрьевич – к.ф.-м.н., доцент кафедры общей физики , ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»

Ссылка на статью:

Иванов, Д.В. Различные схемы получения фрактального рельефа наноразмерных пленок платины / Д.В. Иванов, А.С. Антонов, Е.М. Семенова, А.И. Иванова, В.А. Анофриев, Н.Ю. Сдобняков // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. — 2021. — Вып. 13. — С. 156-165. DOI: 10.26456/pcascnn/2021.13.156.

Полный текст: загрузить PDF файл

Библиографический список:

1. Сдобняков, Н.Ю. Морфологические характеристики и фрактальный анализ металлических пленок на диэлектрических поверхностях: монография / Н.Ю Сдобняков, А.С. Антонов, Д.В, Иванов. – Тверь: ТвГУ, 2019. – 168 с.
2. Антонов, А.С. Исследование фрактальных свойств наноразмерных пленок золота, серебра и меди: атомно-силовая и туннельная микроскопия / А.С. Антонов, Н.Ю. Сдобняков, Д.В. Иванов и др. // Химическая физика и мезоскопия. – 2017. – Т. 19. – № 3. – С. 473-486.
3. Slătineanu, L. Nanoreliefs obtained by various machining methods / L. Slătineanu, O. Dodun, M. Coteaţă, I. Beşliu // In: Nanostructures and thin films for multifunctional applications. – Cham: Springer International Publishing Switzerland, 2016. – Ch. 14. – P. 447-472. DOI: 10.1007/978-3-319-30198-3_14.
4. Иванов, Г.С. Фрактальная геометрическая модель микроповерхности / Г.С. Иванов, Ю.В. Брылкин // Геометрия и графика. – 2016. – Т. 4. – № 1. – С. 4-11. DOI: 10.12737/18053.
5. Брылкин, Ю.В. Тестирование алгоритма моделирования рельефа шероховатой поверхности на основе теории фракталов / Ю.В. Брылкин, А.Л. Кусов, А.В. Флоров // Известия Кабардино-Балкарского государственного университета. – 2014. – Т. IV. – № 5. – С. 86-89.
6. Серов, И.Н. Применение метода магнетронного распыления для получения структурированных тонких пленок / И.Н. Серов, Г.Н. Бельская, В.И. Марголин и др. // Известия РАН. Серия физическая. – 2003. – Т. 67. – № 4. – С. 575-578.
7. Серов, И.Н. Исследование воздействия фрактально-матричных структуризаторов на процессы образования и роста наноразмерных структур / И.Н. Серов, В.А. Жабрев, В.И. Марголин // Физика и химия стекла. – 2004. – Т. 30. – № 1. – С. 45-71.
8. Серов, И.Н. Получение и исследование наноразмерных пленок меди с фрактальной структурой / И.Н. Серов, Г.Н. Лукьянов, В.И. Марголин и др. // Микросистемная техника. – 2004. – № 1. – С. 31-38.
9. Torkhov, N.A. Fractal geometry of the surface potential in electrochemically deposited platinum and palladium films / N.A. Torkhov, V.A. Novikov // Semiconductors. – 2009. – V. 43. – I. 8. – P. 1071-1077. DOI: 10.1134/S106378260908020X.
10. Gómez-Rodriguez, J.M. Fractal surfaces of gold and platinum electrodeposits: dimensionality determination by scanning tunneling microscopy / J.M. Gómez-Rodriguez, A.M. Baró, L. Vázquez et al. // The Journal of Physical Chemistry. – 1992. – V. 96. – I. 1. – P. 347-350. DOI: 10.1021/j100180a064.
11. Иванов, Д.В. Получение наноразмерных пленок платины, обладающих фрактальными свойствами / Д.В. Иванов, А.С. Антонов, Е.М. Семенова, А.И. Иванова, С.А. Третьяков, Н.Ю. Сдобняков // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. – 2020. – Вып. 12. – С. 73-88. DOI: 10.26456/pcascnn/2020.12.073.
12. DigitalSurf. – Режим доступа: www.url: https://www.digitalsurf.com. – 15.08.2021.
13. Image Analysis P9. Руководство пользователя. – M.: НТ-МДТ СИ, 2019. – 582 c.
14. Gwyddion – Free SPM (AFM, SNOM/NSOM, STM, MFM, …) data analysis software. – Режим доступа: www.url: http://gwyddion.net. – 15.09.2021.
15. Белко, А.В. Фрактальная структура кластеров золота, образованных при осаждении в вакууме на диэлектрические подложки / А.В. Белко, А.В. Никитин, Н.Д. Стрекаль, А.Е. Герман // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. – 2009. – № 5. – С. 11-15.
16. Сдобняков, Н.Ю. Определение фрактальной размерности островковых плёнок золота на слюде / Н.Ю. Сдобняков, Т.Ю. Зыков, А.Н. Базулев, А.С. Антонов // Вестник ТвГУ, серия «Физика». – 2009. – Вып. 6. – С. 112-119.
17. Трусов, Л.И. Островковые металлические пленки / Л.И. Трусов, В.А. Холмянский. – М.: Металлургия, 1973. – 320 с.
18. Бембель, А.Г. Смачивание в твердом состоянии и динамика нанорельефа твердой поверхности / А.Г. Бембель, И.В. Талызин, В.М. Самсонов // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. – 2018. – Вып. 10. – С. 83-92. DOI: 10.26456/pcascnn/2018.10.083.

⇐ Предыдущая статья | Содержание | Следующая статья ⇒