MICROMORPHOLOGY AND FRACTAL PARAMETERS OF GROWTH SURFACES OF SINGLE CRYSTALS OF PARATELLURITE

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

This paper presents studies of the influence of growth conditions of paratellurite single crystals on the side surface of grown boules and the possibility of assessing the quality of crystals based on the values and dynamics of the roughness parameters and fractal parameters of juvenile surfaces. Two single crystals were grown under similar technological conditions and differing from each other in structural quality. Their lateral surfaces were studied using the optical interference profilometer NanoMap 1000WLI employing SPIP and Gwyddion softwares. As a result, roughness parameters of profiles, and fractal parameters of crystal surfaces along the growth direction were obtained,. It was concluded that under conditions corresponding to the formation of stable flows in the melt, the values of the surface roughness over the entire length of the crystal is less than 5 μm, and the fractal energy parameter can be used as a marker of the quality and homogeneity of crystals.

About the authors

Sergey V. Molchanov

Tver State University

Tver, Russia

Sergey A. Tretyakov

Tver State University

Tver, Russia

Ivan A. Kaplunov

Tver State University

Email: kaplunov.ia@tversu.RUS
Tver, Russia

Aleksey M. Ivanov

Tver State University

Tver, Russia

Valeriy S. Stepanov

Tver State University

Tver, Russia

Victor P. Tsvetkov

Tver State University

Tver, Russia

Ilya V. Tsvetkov

Tver State University

Tver, Russia

Sergey A. Mikheev

Tver State University

Tver, Russia

References

  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.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).