ПАТТЕРН ФОРМИРОВАНИЯ ФРАКТАЛЬНОГО РЕЛЬЕФА ДЛЯ НАНОРАЗМЕРНЫХ ПЛЁНОК МОЛИБДЕНА

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Рассмотрены закономерности формирования фрактального рельефа наноразмерных пленок молибдена с использованием атомно-силовой микроскопии. Рассмотрены инструменты и методы редактирования и анализа плоских фотографий, полученных с использованием данной методики исследования. Обсуждается важность вносимого вклада ошибок и погрешностей в итоговый результат получаемых данных. Для анализа фрактальной размерности также был применен метод пороговой фильтрации (threshold analysis), который позволил выделять интересующие области и исключать шумовые компоненты, а также области, не представляющие научного интереса. Определена фрактальная размерность полученных агломератов на различных масштабах от 0,5 до 3 мкм. Значения Dc = 2,19 и Dc = 2,45 получены соответственно для исходных изображений и Dc = 2,13 и Dc = 2,45 - для изображений с применением метода пороговой фильтрации. Полученные данные открывают перспективы для дальнейших исследований и разработки новых методов синтеза материалов с определенными свойствами.

Об авторах

Виталий Александрович Анофриев

ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»

170002, Россия, Тверь, Садовый пер., 35

Александр Сергеевич Антонов

ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»

170002, Россия, Тверь, Садовый пер., 35

Дмитрий Викторович Иванов

ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»

170002, Россия, Тверь, Садовый пер., 35

Елена Михайловна Семенова

ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»

170002, Россия, Тверь, Садовый пер., 35

Александра Ивановна Иванова

ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»

170002, Россия, Тверь, Садовый пер., 35

Сергей Андреевич Третьяков

ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»

170002, Россия, Тверь, Садовый пер., 35

М. С. Афанасьев

ФГБОУ ВО «МИРЭА - Российский технологический университет»

141190, Россия, Московская область, Фрязино, пл. Введенского, 1

Николай Юрьевич Сдобняков

ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»

Email: nsdobnyakov@mail.RUS
170002, Россия, Тверь, Садовый пер., 35

Список литературы

  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: Тверской государственный университет, 2019. - 168 с. - ISBN 978-5-7609-1441-5. - EDN YPGZBS.
  2. 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.
  3. Jiang, Y. Analyzing growth kinematics and fractal dimensions of molybdenum disulfide films / Y. Jiang, M. to Baben, Y. Lin et al. // Nanotechnology. - 2021. - V. 32. - № 24. - Art. № 245602. - 13 p. doi: 10.1088/1361-6528/abedf0.
  4. Zavdoveev, A. Influence of deformation on fractal dimension of deformed metals structure / A. Zavdoveev, Y. Beygelzimer, V. Varyukhiv, B. Efros // arXiv:1204.6398 [Condensed Matter - Materials Science]. - 2012.- 5 p. doi: 10.48550/arXiv.1204.6398.
  5. Durmaz, S. 3D self-assemble formation of molybdenum disulfide (MoS2) - doped polyacrylamide (PAAm) composite hydrogelsdoped polyacrylamide (PAAm) composite hydrogels / S. Durmaz, E. Yildiz, B.O. Uysal, O. Pekcan // Turkish Journal of Physics. - 2022. - V. 46. - № 6. - P. 239-251. doi: 10.55730/1300-0101.2730.
  6. Guisbiers, G. Fractal dimension, growth mode and residual stress of metal thin films / G. Guisbiers, O. van Overschelde, M. Wautelet et al. // Journal of Physics D: Applied Physics. - 2007. - V. 40. - № 4.- P. 1077-1079. doi: 10.1088/0022-3727/40/4/024.
  7. Ануфриев, Л.П. Исследование влияния условий формирования на свойства тонких пленок молибдена, нанесенных магнетронным распылением / Л.П. Ануфриев, А.С. Турцевич, В.В. Глухманчук и др. // Электронная обработка материалов. - 2004. - Т. 40. - № 3. - С.70-74.
  8. Barrera, E. Correlation of optical properties with the fractal microstructure of black molybdenum coatings / E. Barrera, F. Gonzalez, E. Rodrigez, J. Alvares-Ramirez // Applied surface Science. - 2010. - V. 256. - I. 6.- P. 1756-1763. doi: 10.1016/j.apsusc.2009.09.108.
  9. Image Analysis P9. Руководство пользователя. - M.: НТ-МДТ СИ, 2019. - 582 c.
  10. Свидетельство № 2023614856 Российская Федерация. FractalSurface 2.0: программа для анализа поверхности на наноуровне / Н.Ю. Сдобняков, В.А. Анофриев, А.В. Низенко, А.С. Антонов, Д.В. Иванов, Н.Б. Кузьмин; заявитель и правообладатель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тверской государственный университет". - № 2023613525; заявл. 28.02.2023; зарегистрировано в реестре программ для ЭВМ 06.03.2023. - 1 с.
  11. DigitalSurf. - Режим доступа: www.url: https://www.digitalsurf.com. - 15.08.2023.
  12. Gwyddion - Free SPM (AFM, SNOM/NSOM, STM, MFM, …) data analysis software. - Режим доступа: www.url: http://gwyddion.net. - 15.09.2023.
  13. Стругайло, В.В. Обзор методов фильтрации и сегментации цифровых изображений / В.В. Стругайло // Наука и образование. - 2012. - № 5. - С. 270-280. doi: 10.7463/0512.0411847.
  14. Денисов, А.В. К вопросу о повторяемости результатов измерений в зондовой сканирующей микроскопии / А.В. Денисов, М.Ю. Першина, Д.А. Горностаев // Нанотехника. - 2010. - № 2 (22).- С. 100-101.
  15. Пушкин, М.А. Фрактальная структура и электронные свойства нанокластеров металлов сформированных при высоких скоростях осаждения: дис. … канд. физ.-мат. наук: 01.04.07 / Пушкин Михаил Александрович. - М.: МИФИ, 2003. - 161 с.
  16. Арутюнов, П.А. Система параметров для анализа шероховатости и микрорельефа материалов в сканирующей зондовой микроскопии / П.А. Арутюнов, А.Л. Толстихина, В.Н. Демидов // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. - 1998. - T. 65. - № 9. - С. 27-37.
  17. Nikolaidis, N.S. The box-merging implementation of the box-counting algorithm / N.S. Nikolaidis, I.N. Nikolaidis // Journal of the Mechanical Behavior of Materials. - 2016. - V.25. - I. 1986. - P. 61-67. doi: 10.1515/jmbm-2016-0006.
  18. Davies, O. Application of femtosecond lasers in confocal and scanning tunneling microscopy: Doctor of Philosophy thesis / Davies Qwain. - Birmingham: The University of Birmingham, 2010. - 236 p.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

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).