Микроморфология и фрактальные параметры ростовых поверхностей кристаллов парателлурита
С.В. Молчанов, С.А. Третьяков, И.А. Каплунов, А.М. Иванов, В.С. Степанов, В.П. Цветков, И.В. Цветков, С.А. Михеев
ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»
DOI: 10.26456/pcascnn/2023.15.787
Оригинальная статья
Аннотация: Исследовалось влияние условий роста монокристаллов парателлурита на боковую поверхность выращенных буль, а также возможность оценки качества кристаллов, исходя из значений и динамики параметров шероховатости и фрактальных параметров ювенильных поверхностей. При близких технологических условиях были выращены два кристалла, отличающиеся между собой структурным качеством. Их боковые поверхности были исследованы с помощью оптического интерференционного профилометра NanoMap 1000WLI и программного обеспечения SPIP и Gwyddion, в результате чего получены профили, значения параметров шероховатости и фрактальные параметры поверхностей кристаллов вдоль направления роста. В результате были сделаны выводы, что при условиях, соответствующих формированию устойчивых потоков в расплаве шероховатость поверхности на всем протяжении кристалла менее 5 мкм, а параметр фрактальной энергии может быть использован как маркер качества и однородности кристаллов.
Ключевые слова: монокристаллы парателлурита, ювенильная поверхность, параметры шероховатости, фрактальные параметры
- Молчанов Сергей Вячеславович – младший научный сотрудник Управления научных исследований, ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»
- Третьяков Сергей Андреевич – к.ф.-м.н., доцент кафедры прикладной физики, ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»
- Каплунов Иван Александрович – д.т.н., профессор, заведующий кафедрой прикладной физики, ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»
- Иванов Алексей Михайлович – ведущий программист кафедры прикладной физики, ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»
- Степанов Валерий Сергеевич – младший научный сотрудник Управления научных исследований, ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»
- Цветков Виктор Павлович – д.ф.-м.н., заведующий кафедрой общей математики и математической физики, ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»
- Цветков Илья Викторович – д.т.н., профессор кафедры экономики предприятия и менеджмента, ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»
- Михеев Сергей Александрович – к.ф.-м.н., доцент кафедры общей математики и математической физики, ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»
Ссылка на статью:
Молчанов, С.В. Микроморфология и фрактальные параметры ростовых поверхностей кристаллов парателлурита / С.В. Молчанов, С.А. Третьяков, И.А. Каплунов, А.М. Иванов, В.С. Степанов, В.П. Цветков, И.В. Цветков, С.А. Михеев // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. — 2023. — Вып. 15. — С. 787-798. DOI: 10.26456/pcascnn/2023.15.787.
Полный текст: загрузить PDF файл
Библиографический список:
1. Veber, P. TeO2 liquid phase: Viscosity measurements and evaluation of the thermal conductivity from crystal growth experiments / P. Veber, J. Mangin // Materials Research Bulletin. – 2008. – V. 43. – I. 11. – P. 3066-3073. DOI: 10.1016/j.materresbull.2007.11.018.
2. Arnaboldi, C. Production of high purity TeO2 single crystals for the study of neutrinoless double beta decay / C. Arnaboldi, C. Brofferio, A. Bryant et al. // Journal of Crystal Growth. – 2010. – V. 312. – I. 20. – P. 2999-3008. DOI: 10.1016/j.jcrysgro.2010.06.034.
3. Kokh, A.E. Growth of TeO2 single crystals by the low temperature gradient Czochralski method with nonuniform heating / A.E. Kokh, V.S. Shevchenko, V.A. Vlezko, K.A. Kokh // Journal of Crystal Growth. – 2013. – V. 384. – P. 1-4. DOI: 10.1016/j.jcrysgro.2013.08.027.
4. Kaplunov, I.A. Indices of faces developing on Czochralski-grown paratellurite crystals / A.I. Kolesnikov, I.A. Kaplunov, E.I Sokolova et al. // Crystallography Reports. – 2019. – V. 64. – I. 1. – P. 168-173. DOI: 10.1134/S1063774519010115.
5. Lukasiewicz, T. Czochralski growth of TeO2 single crystals under conditions of forced convection in the melt / T. Lukasiewicz, A. Majchrowski // Journal of Crystal Growth. – 1992. – V. 116. – I. 3-4. – P. 364-368. DOI: 10.1016/0022-0248(92)90645-Y.
6. Колесников, А.И. Влияние условий роста на распределение дефектов в чистых и легированных монокристаллах парателлурита: дис. … канд. физ.-мат. наук: 02.00.04 защищена 30.01.97: утв. 24.06.02 / Колесников Александр Игоревич. – Тверь: ТвГУ, 1996. – 231 с.
7. Каплунов, И.А. Микроморфология поверхности монокристаллических слитков германия, выращенных из расплава / И.А. Каплунов, А.И. Колесников, А.И. Иванова и др. // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. – 2015. – № 6. – С. 89-94. DOI: 10.7868/S0207352815060128.
8. Простомолотов, А.И. Разработка и применение методов моделирования в технологиях выращивания монокристаллов из расплава: дис. … д-ра тех. наук: 05.27.06 защищена 21.10.2004: утв. 24.06.02 Простомолотов Анатолий Иванович. – Москва: Институт механики РАН, 2004. – 362 с.
9. Винокуров, В.В. Численное моделирование гидродинамики расплава и теплообмена в методе Чохральского: дис. … канд. ф.-м. наук: 01.02.05 защищена 12.12.12: утв. 24.06.02 / Винокуров Владислав Викторович. – Новосибирск: Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, 2012. – 252 с.
10. SPIP User's Guide. – Режим доступа: www.url: http://www.imagemet.com/WebHelp6/Default.htm. – 22.08.2023.
11. Gwyddion – Free SPM (AFM, SNOM/NSOM, STM, MFM, …) data analysis software. – Режим доступа: www.url: http://gwyddion.net. – 22.08.2023.
12. Paramonova, E.K. Fractal thermodynamics of the states of instantaneous heart rhythm / E.K. Paramonova, S.A. Mikheev, V.P. Tsvetkov, I.V. Tsvetkov // Russian Journal of Mathematical Physics. – 2021. – V. 28. – I. 2. – P. 251-256. DOI: 10.1134/S1061920821020096.
13. Мейсурова, А.Ф. Анализ фрактальных параметров листьев сныти обыкновенной (Aegopodium podagraria) в рекреационных зонах города Твери методами мультифрактальной термодинамики / А.Ф. Мейсурова, В.П. Цветков, И.В. Цветков, А.А. Нотов // Вестник ТвГУ. Серия Биология и экология. – 2022. – № 1(65). – С. 180-193. DOI: 10.26456/vtbio245.
14. Paramonova, E.K. Fractal thermodynamics, big data and its 3D visualization / E.K. Paramonova, A.N. Kudinov, S.A. Mikheev et al. // Proceedings of the 9th International Conference «Distributed Computing and Grid Technologies in Science and Education» (GRID'2021), Dubna, 5-9 July 2021. – Dubna: Joint Institute for Nuclear Research, 2021. – P. 38-42.
15. Tél, T. Fractals, multifractals, and thermodynamics an introductory review / T. Tél, // Zeitschrift für Naturforschung A. – 1988. – V. 43. – № 12. – P. 1154-1174 DOI: 10.1515/zna-1988-1221.
16. Маслов, В.П. Двухфлюидная картина надкритических явлений / В.П. Маслов // Теоретическая и математическая физика. – 2014. – Т. 180. – № 3. – С. 394-432. DOI: 10.4213/tmf8658.
17. Tsvetkov, V.P. Modeling the multifractal dynamics of COVID-19 pandemic / V.P. Tsvetkov, S.A. Mikheev, I.V. Tsvetkov et al. // Chaos, Solitons & Fractals. – 2022. – V. 161. – Art. № 112301. – 9 p. DOI: 10.1016/j.chaos.2022.112301.