On regularities of the formation of fractal structure on the surface of metal films of different thickness

D. V. Ivanov; Иванов Д. В.; A. S. Antonov; Антонов А. С.; N. B. Kuz’min; Кузьмин Н. Б.; N. Yu. Sdobnyakov; Сдобняков Н. Ю.; M. S. Afanasiev; Афанасьев М. С.

doi:10.31857/S0367676523702435

On regularities of the formation of fractal structure on the surface of metal films of different thickness

Authors: Ivanov D.V.¹, Antonov A.S.¹, Kuz’min N.B.¹, Sdobnyakov N.Y.¹, Afanasiev M.S.²^,3
Affiliations:
1. Tver State University
2. MIREA – Russian Technological University
3. Fryazino Branch of the Kotelnikov Institute of Radio Engineering and Electronics of the Russian Academy of Sciences
Issue: Vol 87, No 10 (2023)
Pages: 1389-1396
Section: Articles
URL: https://journals.rcsi.science/0367-6765/article/view/141832
DOI: https://doi.org/10.31857/S0367676523702435
EDN: https://elibrary.ru/KMLFFJ
ID: 141832

Cite item

Full Text

Open Access
Restricted Access

Access granted
Restricted Access

Subscription Access

Abstract

The surface morphology of nanosized copper and nickel films on mica is studied using a scanning tunneling microscope. Altitude parameters and fractal dimension are determined for copper and nickel films of different thicknesses. The characteristic sizes of structural agglomerates for copper and nickel films are indicated depending on the thickness. The choice of the film thickness and the conditions for its production makes it possible to formulate recommendations for the development of the technology of “growing” structures with a given surface morphology.

References

Mwema F.M., Akinlabi E.T., Oladijo O.P. et al. // In: Modern manufacturing processes. Amsterdam: Elseviers, 2020. P. 13.
Ţălu Ş., Yadav R.P., Mittal A.K. et al. // Opt. Quantum. Electron. 2017. V. 49. No. 7. P. 256.
Nikpasand K., Elahi S.M., Sari A.H., Boochani A. // Mater. Sci. Poland. 2020. V. 38. No. 2. P. 328.
Astinchap B. // Optik (Stuttgart). 2019. V. 178. P. 231.
Martynenko Y.V., Nagel M.Y. // Nanotechnol. Russ. 2009. V. 4. No. 9. Art. No. 612.
Korsukov V.E., Butenko P.N., Kadomtsev A.G. et al. // Nanosyst. Phys. Chem. Math. 2018. V. 9. No. 1. P. 58.
Karbivska L., Karbivskii V., Romansky A. et al. // Proc. 39th ELNANO (Piscataway, 2019). P. 214.
Марков О.И., Хрипунов Ю.В., Емельянов В.М., Жусубалиев Ж.Т. // Изв. ЮЗГУ. Сер. Техн. и технол. 2019. Т. 9. № 1(30). С. 78.
Huang C., Yang C.Z. // Appl. Phys. Lett. 1999. V. 74. No. 12. P. 1692.
Cheng W., Dong S., Wang E. // J. Phys. Chem. B. 2005. V. 109. No. 41. Art. No. 19213.
Сдобняков Н.Ю., Антонов А.С., Иванов Д.В. Морфологические характеристики и фрактальный анализ металлических пленок на диэлектрических поверхностях: монография. Тверь: Тверской гос. ун-т, 2019. 168 с.
Сдобняков Н.Ю., Антонов А.С., Иванов Д.В., Семенова Е.М. // В кн: Перспективные материалы и технологии. Минск: Изд. центр БГУ, 2021. С. 253.
Иванов Д.В., Антонов А.С., Сдобняков Н.Ю. и др. // Физ.-хим. асп. изуч. класт. нанострукт. и наноматер. 2019. № 11. С. 138.
Антонов А.С., Сдобняков Н.Ю., Иванов Д.В. и др. // Хим. физика и мезоскопия. 2017. Т. 19. № 3. С. 473.
Иванов Д.В., Антонов А.С., Сдобняков Н.Ю. и др. // Физ.-хим. асп. изуч. класт. нанострукт. и наноматер. 2018. № 10. С. 291.
Панин А.В, Шунуров А.Р. // Физ. мезомеханика. 2000. Т. 3. № 5. С. 101.
Федер Е. Фракталы. М.: Мир, 1991. 254 с.
Ролдугин В.И. // Усп. хим. 2003. Т. 72. № 10. С. 823.
Самсонов В.М., Кузнецова Ю.В., Дьякова Е.В. // ЖТФ. 2016. Т. 86. № 2. С. 71; Samsonov V.M., Kuznetsova Y.V., D’yakova E.V. // Tech. Phys. 2016. V. 86. No. 2. P. 227.
Иванов Г.С., Брылкин Ю.В. // Геометрия и графика. 2016. Т. 4. № 1. С. 4.
Брылкин Ю.В., Кусов А.Л., Флоров А.В. // Изв. КБГУ. 2014. Т. 4. № 5. С. 86.
Белко А.В., Никитин А.В., Стрекаль Н.Д., Герман А.Е. // Поверхность. Рентген., синхротрон., нейтрон. иссл. 2009. № 5. С. 11.
Wu M.K., Friedlander S.K. // J. Colloid Interface Sci. 1993. V. 159. P. 246.
Oh C., Sorensen C.M. // J. Colloid Interface Sci. 1997. V. 193. P. 17.
Tirado-Miranda M., Schmitt A., Callejas-Fernandez J. et al. // Langmuir. 2000. V. 16. P. 7541.
Wu M.K., Friedlander S.K. // J. Colloid Interface Sci. 1993. V. 159. P. 246.
Douketis C., Wang Z., Wang Z. et al. // Prog. Surf. Sci. 1995. V. 50. No. 1–4. P. 187.
Zahn W., Zösch A. // Fresenius J. Analyt. Chem. 1995. V. 365. No. 1–3. P. 168.
Van Put A., Vertes A., Wegrzynek D. et al. // Fresenius J. Analyt. Chem. 1994. V. 350. No. 7–9. P. 440.
Mannelquist A., Almquist N., Fredriksson S. // Appl. Phys. A. 1998. V. 66. Suppl. № 1. P. S891.
Zahn. W., Zösch A. // Fresenius J. Analyt. Chem. 1997. V. 358. No. 1–2. P. 119.
http://gwyddion.net.
Иванов Д.В., Васильев С.А., Сдобняков Н.Ю. и др. // Физ.-хим. асп. изуч. класт. нанострукт. и наноматер. 2020. № 12. С. 424.
Makabe A., Oshikawa W., Saitou M. // Trans. Japan. Soc. Mech. Engin. C. 2001. V. 67. No. 664. P. 1955.
Torabi M., Dolati A. // Int. J. Surf. Sci. Engin. 2016. V. 10. No. 5. P. 444.
Kolokoltsev V., Borovitskaya I., Nikulin V. et al. // Proc. 7th Int. Cong. EFRE 2020 (Tomsk, 2020). P. 971.
Arman A., Ţălu Ş., Luna C. et al. // J. Mater. Sci. 2015. V. 26. P. 9630.
https://www.digitalsurf.com.
Кузьменко А.П., Динт Н., Кузько А.Е. и др. // Изв. вузов. Матер. электрон. техн. 2016. Т. 19. № 3. С. 195.
Трусов Л.И., Холмянский В.А. Островковые металлические пленки. М.: Металлургия, 1973. 320 с.
Сдобняков Н.Ю., Соколов Д.Н. Изучение термодинамических и структурных характеристик наночастиц металлов в процессах плавления и кристаллизации: теория и компьютерное моделирование: монография. Тверь: Твер. гос. ун-т, 2018. 176 с.
Соколов Ю.В., Железный Ю.В. // Письма в ЖТФ. 2003. Т. 29. № 8. С. 91; Sokolov Yu.V., Zhelezny V.S. // Tech. Phys. Lett. 2003. V. 29. No. 8. P. 627.