Особенности строения и механизмы формирования пентагональных нанообъектов, нитевидных кристаллов и микроизделий на основе электролитической меди тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.07, кандидат физико-математических наук Дорогов, Максим Владимирович

• Дорогов, Максим Владимирович
• кандидат физико-математических наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Дорогов, Максим Владимирович

Содержание

Введение

Глава 1 . Обзор методов получения металлических частиц, кристаллов и изделий из них

1.1 Металлические микро- и нано частицы и материалы на их основе

1.2 Нитевидные кристаллы и области их применения

1.3 Методы получения НК

1.4 Современное состояние теории роста НК

1.4.1 Диффузионно-дислокационная модель роста НК

1.4.2 ПЖК-механизм роста

1.4.3 Диффузионный механизм роста нитевидных нанокристаллов

1.4.4 Кластерно-дисклинационный механизм образования и роста НК

1.5 Выбор объекта исследования и постановка задач

Глава 2 . Методы получения и исследования НПК

2.1 Получение НПК методом электрохимического осаждения металла

2.1.1 Составы и методика приготовления электролитов

2.1.2 Выбор и подготовка электродов

2.1.3 Характеристики и возможности установки электроосаждения

2.2 Методы исследования НПК

2.2.1 Металлография и оптическая микроскопия

2.2.2 Сканирующая электронная микроскопия

2.2.3 Анализ дифракции обратно рассеянных электронов

2.2.4 Метод поперечных срезов

2.2.5 Рентгеноспектральный микроанализ

2.2.6 Просвечивающая электронная микроскопия

2.2.7 Сканирующая зондовая микроскопия

Глава 3 . Электрохимические основы получения НПК

3.1. Термодинамика начальной стадии образования НПК

3.2 Атомистический и полумакроскопический подходы к термодинамике нуклеации

3.3 Кинетика образования и роста НПК

3.4 Экспериментальное исследование образования и роста НПК в процессе электрокристаллизации металла

3.5 Тепло- и массообмен процесса электролитического роста НПК

3.6 Основные результаты и выводы по главе

Глава 4 . Структура и механизмы роста НПК

4.1 Особенности строения НПК

4.2 Механизм роста трубок и игольчатых кристаллов

4.3 Методики изготовления микрозделий из НПК

4.3.1 Методика получения композиционной микропроволоки и полого провода

4.3.2 Методика создания металлических зондов, кантелеверов

4.4 Обобщение результатов и выводы

Глава 5 . Образование вискеров на поверхности медных икосаэдрических частицах в процессе термообработки

5.1 Влияние технологических параметров термической обработки на

кинетику роста вискеров

5.2 Морфология и особенности строения вискеров

5.3 Механизмы образования и роста вискеров

в процессе отжига ИМЧ меди

5.4 Методика получения изделий из вискеров оксида меди

5.5 Основные результаты и выводы

Список литературы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Особенности строения и механизмы формирования пентагональных нанообъектов, нитевидных кристаллов и микроизделий на основе электролитической меди»

Введение

Актуальность темы.

Важная особенность строения нитевидных пентагональных кристаллов (НПК) - анизотропия свойств, наличие осей симметрии пятого порядка, а следовательно дисклинаций [1].

Размеры нитевидных пентагональных кристаллов, которые варьируются в пределах от нескольких нанометров до нескольких микрон, специфическая форма и полость внутри обеспечивают им высокую долю поверхностных атомов, характерную для нанообъектов. Одновременное сочетание указанных свойств открывает широкие возможности для применения нитевидных пентагональных кристаллов в микро- и наноэлектронике, химической промышленности и делает их объектом пристального внимания исследователей. Такие специфические нанообъекты и микрокристаллы малоизученны, а их потенциальные области применения весьма широки.

Научное направление связанное с разработкой методов выращивания из нано- и микрообъектов готовых изделий, минуя стадию механической обработки или компактирования, является весьма перспективным и актуальным. Идея работы заключается в получении методом «снизу-вверх» готовых изделий путем выращивания их при электрокристаллизации из затравок в виде нано- и микростержней, микротрубок и икосаэдрических малых частиц. В основу этой идеи положены принципы самоорганизации, самосборки, управляемого роста и целенаправленного манипулирования отдельными атомами. Поэтому знание механизмов и разработка моделей

роста НПК необходимы для создания технологии массового производства нитевидных кристаллов и микроизделий из них.

Именно нанообъекты, микрочастицы и нитевидные кристаллы, имеющие пентагональную симметрию, стали объектами данного диссертационного исследования.

Цель работы.

Выявить механизмы формирования специфических нанообъектов и нитевидных пентагональных кристаллов меди в процессе электроосаждения и термообработки. Определить возможные области применения таких объектов в народном хозяйстве.

Задачи работы.

В соответствии с поставленной целью в диссертационной работе необходимо было решить следующие задачи:

1. Исследовать морфологию поверхности и структуру нитевидных пентагональных кристаллов методами электронной и атомно-силовой микроскопии.

2. Изучить особенности электрохимической нуклеации (зародышеобразования) и роста медных НПК, а также роль процессов тепло- и массообмена, протекающих в малых пентагональных частицах на начальных стадиях электроосаждения.

3. Экспериментально исследовать процесс формирования полости в нитевидных пентагональных кристаллах в процессе электроосаждения металла и последующего отжига, разработать механизм роста пентагональной микротрубки.

4. Исследовать процесс и разработать механизм формирования вискеров на поверхности пентагональных частиц в процессе отжига.

Основные результаты работы, определяющие научную новизну.

В работе получены следующие новые результаты:

• Впервые экспериментально доказано, что НПК образуются и растут из декаэдрических кластеров.

• Исследована эволюция нитевидных пентагональных кристаллов меди под действием температурных полей.

• Теоретически и экспериментально обоснована гипотеза выращивания в процессе электрокристаллизации меди микротрубки из пентагонального стержня.

• Предложена модель и впервые экспериментально подтверждена идея образования полости в нитевидных пентагональных кристаллах в процессе их термообработки.

• Выявлены особенности формирования вискеров на поверхности пентагональных частиц в процессе отжига.

Теоретическая значимость.

• Теоретически обоснован начальный этап эволюции декаэдрических кластеров в НПК.

• Предложена модель роста вискеров на поверхности пентагональных частиц в процессе отжига.

• Предложен и обоснован механизм образования полости в нитевидных пентагональных кристаллах в процессе электролитического роста и термообработки.

• Экспериментальные результаты, полученные при исследовании нитевидных пентагональных кристаллов, стали неопровержимым доказательством дисклинационной теории разработанной такими теоретиками как И.В. Владимиров, А.Е. Романов, A.A. Викарчук, И.С. Ясников и др.

Практическая значимость.

• Проведенные исследования являются основой комбинированной технологии выращивании специфических нанообъектов и готовых изделий из них.

• Предложены и запатентованы способы получения готовых микрозделий из НПК в виде полого микропровода, композиционной микропроволоки и зонда.

• Предложен способ получения нанокатализаторов и фильтрующих элементов на основе вискеров оксида меди.

• Показаны области возможного применения пентагональных нанообъектов, нитевидных кристаллов и изделий из них.

• Получены патенты №№ 2362680, 2414548, 2418890, 2430200.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

1. Нитевидные пентагональные кристаллы растут с дэкаэдрического кластера.

2. В центре НПК находится дисклинация.

3. Варьируя режимы электроосаждения металла из НПК можно вырастить микротрубку или игольчатый кристалл.

4. НПК превращается в микротрубку не только в процессе электролитического роста, но и при термической обработке.

5. Рост вискеров на поверхности икосаэдрических малых частиц в процессе термообработки в воздухе обеспечивается диффузией по ядрам дислокаций, дисклинаций и пористым каналам.

Достоверность.

Достоверность экспериментальной части работы обеспечена

применением современных научно-обоснованных методик и методов

исследования, использованием современного исследовательского

оборудования и ЭВМ, привлечением взаимодополняющих методов исследования. Достоверность теоретических положений и выводов подтверждается репрезентативностью и хорошим совпадением теоретических расчетов с экспериментальными результатами. А также апробированностью результатов исследований на многих международных конференциях.

Личный вклад автора.

Автор непосредственно участвовал во всех этапах проведенных исследований, включая постановку задач, анализ литературных данных по проблеме, планирование исследований, анализ экспериментальных данных и разработку моделей. Лично автором проведены экспериментальные исследования с целью проверки теоретических положений и моделей. Связь работы с научными программами и темами.

Работа выполнена в рамках приоритетного направления развития науки, технологии и техники РФ «Индустрия наносистем и материалов» при поддержке:

• ФЦП «Разработки по приоритетным направлениям развития РФ», г/контракт №02.513.11.3084;

• РФФИ грант № 08-02-99034;

• АВЦП «Развитие научного потенциала высшей школы» г/б тема №№ 1271 и 1463;

• ФЦП «Развитие научных и научно-педагогических кадров инновационной России» г/к №№ П2620, П2382, П1626.

Автор является исполнителем проектов, им получены 4 патента на изобретение. За разработку новых металлических наноматериалов электролитического происхождения и изделий из них в 2009 г. получена медаль «Лауреат ВВЦ».

Апробация работы.

Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на: «Научные чтения студентов и аспирантов ТГУ» (Тольятти, 2004г.), «Дни науки ТГУ» (Тольятти, 2005, 2006гг.), Всероссийская молодежная научная конференция с международным участием «VIII Королевские чтения» (Самара, 2005г.), XVI Международная Конференция «Физика прочности и пластичности материалов» (Самара, 2006г.), Международная молодежная научная конференция «XIV Туполевские чтения» (Казань, 2006г.), Школа-конференция молодых ученых и преподавателей «Биосовместимые наноструктурные материалы и покрытия медицинского назначения» (Белгород, 2006г.), II Международная школа «Физическое материаловедение» (Тольятти, 2006г.), XVIII Уральская школа металловедов-термистов (Тольятти, 2006г.), IV Международная школа-конференция «Микромеханизмы пластичности, разрушения и сопутсвуюгцих явлений» (Тамбов, 2007г.), III Международная школа «Физическое материаловедение» «Наноматериалы технического и медицинского назначения» (Самара - Тольятти - Ульяновск - Казань, 2007), V Международной научной конференции «Прочность и разрушение материалов и конструкций» (Оренбург, 2008), 47 Международной конференции «Актуальные проблемы прочности» (Нижний Новгород, 2008), Ломоносовские чтения МГУ (Москва, 2008), I Международная конференция «Функциональные наноматериалы и высокочистые вещества» (Суздаль, 2008г.), Всероссийская молодежная конференция «VI Самарский конкурс научных работ студентов и молодых исследователей по оптике и лазерной физике» (Самара, 2008г.), Всероссийский научный семинар «Оптика нано- и микроструктур» (Самара, 2008г.), VII Всероссийской конференции «Физикохимия ультрадисперсных (нано-) систем» (Белгород, 2008);

Всероссийская школа-семинар молодых ученых и преподавателей «Функциональные и конструкционные наноматериалы» (Белгород, 2008г.), Международный симпозиум «Перспективные материалы и технологии» (Витебск, Белорусь 2009г.), III Международная научно-техническая конференция «Металлофизика, механика материалов, наноструктур и процессов деформирования» (Самара, 2009г.), XVII Международная Конференция "Физика прочности и пластичности материалов" (Самара, 2009), IV Международная школа «Физическое материаловедение» (Тольятти, 2009г.), 48-я Международная конференция «Актуальные проблемы прочности» (Тольятти, 2009г.), XIX Петербургские чтения по проблемам прочности (С.-Петербург, 2010г.), V Евразийская научно-практическая конференция «Прочность неоднородных структур ПРОСТ-2010» (Москва, 2010г.), 49 Международная конференция «Актуальные проблемы прочности» (Киев, 2010г.), 50 Международный симпозиум "Актуальные проблемы прочности" 35-лет ИТА НАН Беларуси (Витебск, 2010г.), V Международная школа-конференция «Микромеханизмы пластичности, разрушения и сопутсвующих явлений» (Тамбов, 2010г.), VI Международной научной конференции «Прочность и разрушение материалов и конструкций» (Оренбург, 2010), V Межународная школа «Физическое материаловедение» (Тольятти, 2011), VI Всероссийская молодежная научная конференция «Микромеханизмы пластичности, разрушения и сопутсвующих явлений» (Тольятти, 2011), III Международный экологический конгресс (V Международная научно-техническая конференция) ЕЬР1Т-2011 (Тольятти, 2011), 2-я Международная конференция «Нанотехнологии и наноматериалы в металлургии» (Москва, 2011) и семинарах Физико-технического института Тольяттинского Государственного Университета.

Публикации. Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 30 научных работах, из них 8 в изданиях списка ВАК.

Объём и структура работы. Диссертация изложена на 188 страницах машинописного текста и состоит из 5 глав, выводов и библиографии (163 наименование). Работа содержит 90 рисунков и 4 таблицы.

Заключение диссертации по теме «Физика конденсированного состояния», Дорогов, Максим Владимирович

5.5 Основные результаты и выводы

1. Экспериментально установлено, что вискеры образуются на гранях {111} медных икосаэдрических малых частиц в процессе отжига на воздухе при температуре 450° С и выше. При этом в случае отжига в вакууме на поверхности медных икосаэдрических частиц образуется нанопористость. А в процессе длительного отжига (более 2 часов), как в вакууме, так и на воздухе в икосаэдрических малых частицах формируется полость.

2. Исследована кинетика роста вискеров на поверхности медных икосаэдрических частицах в процессе отжига. Показано, что скорость роста составляет - 350 нм/мин, при этом сами вискеры достигают длины в десятки микрометров.

3. Изучена структура вискеров, методом электронной дифракции и рентгеноспектрального микроанализа показано, что они являются оксидом меди СиО. Вискеры имеют практически бездефектную структуру и игольчатую вершину. Толщина вискеров в большинстве случаев не превышает 100 нм, при этом более крупные имеет пентагональную огранку, а меньшие размером цилиндрическую форму

4. Описан рост вискера на дефектах поверхности (дислокации, дисклинации, нанопоры). Транспорт строительного материала к растущему на дефекте виекеру обеспечивается по нескольким механизмам одновременно: механизму непосредственного встраивания из атмосферы; диффузии катионов по каналу дефектов или нанопор и поверхности.

5. Предложен способ получения катализаторов и фильтрующих элементов на основе вискеров оксида меди, указаны области возможного применения в отраслях народного хозяйства, таких как экология, нефтехимия и др.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Дорогов, Максим Владимирович, 2012 год

Список литературы

1. Лихачев В.А., Хайров Р.Ю. Введение в теорию дисклинации. JI.: Изд-во ЛГУ, 1975. 183 с.

2. Ребиндер П.А. Избранные труды. Поверхностные явления в дисперсных системах. Коллоидная химия, М.: Наука, 1979.

3. Бучаченко А.Л. Современная химическая физика. Цели и пути прогресса // Успехи химии, 1987. Т. 57. С. 1593.

4. Ролдугин В.И. Квантоворазмерные металлические коллоидные системы // Успехи химии. 2000. Т. 69 С 899.

5. Сумм Б.Д., Иванова Н.И. Объекты и методы коллоидной химии в нанохимии // Успехи химии. 2000. Т, 69.С. 995.

6. Ajayan P.M., Ebbesen T.W. Nanometre-size tubes of carbon // Rep. Prog. Phys. 1997. V. 60, P. 1025.

7. Губин С.П., Кокшаров Ю.А., Хомутов Г.Б., Юрков Г.Ю. Магнитные наночастицы: методы получения, строение и свойства // Успехи химии, 2005. Т. 74. С. 539.

8. Moriarty P. Nanostructured materials // Rep. Prog. Phys. 2001. Т. 64. С. 297.

9. Гусев А.И., Рампель А.А. Нанокристаллические метериалы. Физматлит, Москва, 2001.

10. Морохов И.Д., Трусов Л.И., Чижик С.П. Ультрадисперсные металлические среды. М.: Атомиздат, 1977.

11. Turton R. The Quantum Dot. Spectrum, Oxford, 2000.

12. Wand K.L., Balandin A.A. In Quantum Dots: Physics and Applications in Optics of Nanostructured Materials. (Eds V.A. Markel, T.F. George). Wiley, New York, 2001.

13. Суз дал ев И.П., Суздалев П.И. Нанокластеры и нанокластерные системы. Организация, взаимодействие, свойства // Успехи химии. 2001. Т. 70. С. 203.

14. Ajayan P.M., Schadler L.S., Braun P.V. Nanocomposite Science and Technology. Wiley-VCH GmbH & Co. 2003. 230pp.

15. Handbook of Porous Solids (ed. by F.Schueth, K. Sing and J. Weitkamp). Wiley. New York.2002.pp.2281.

16. Goodsell S. Bionanotechnology. Lesson from Nature. Wily & Sons.

2004. 337 pp.

17. Gleiter H. Nanostructured materials: basic concepts and microstructure. Acta mater. 2000. V.48. p. 1-29.

18. Gleiter H. Nanostructured Materials: in Progress in Materials Science. 1989. V.33. pp.223-315.

19. McHenry M.E., Langhlin D.E. Nano-scale material development for future magnetic applications. Acta. Mater. 2000. V. 48. p. 223-238.

20. Handbook of Materials Modeling (Ed. By Yip Sidney). Springer.

2005. 2500pp. in 2 volumes.

21. Addington M., Schodek D. Smart Materials and Technologies. Elsevier. 2005. 241pp.

22. Ashby M.F. Multi-objective optimization in material design and selection. Acta Mater. 2000. V.48. p.359-369.

23. Silicon: Evolution and Future of Technology (Ed. by P. Siffer, E.F. Krimmel). Springer. 2004. 549 pp.

24. Comprehensive Composite Materials (Ed. by A. Kelly and C. Zweden). Elsevier. 2000. 5300 pp. (4 volume set).

25. The Encyclopedia of Materials: Science and Technology (Ed. by K.H.J. Buschow et. al.). Elsevier. 2001. 10000 pp. (11 volume set).

26. Biomaterials Science: An introduction to Materials in Medicine. Academic Press. 2004. 864 pp.

27. Nanoporous Materials: Science and Engineering. (Eds. Q. Lu and X. S. Zhao) Imperial College Press. 2004. 912 pp.

28. Biological and Pharmaceutical Nanomaterials. (Ed. by Ch. Kumar). John Wiley and Sons. 2006. 428 pp.

29. Computer Modeling of Microporous Materials. (Ed. R. Catlow et al.) Academic Press. 2004. 320 pp.

30. Springer Handbook of Electronic and Photonic Materials. (Ed. by S. Kasap and P. Capper). 2006. Springer - Verlag. 856 pp.

31. Yip S. Handbook of Materials Modeling. 2005. Springer. 2-volume-set. 2965 pp.

32. Gleiter H. Nanostructured materials: basic concepts and microstructure // Acta mater. 2000. V. 48.

33. Alymov M.I., Leontieva O.N. Synthesis of nanoscale Ni and Fe powders and properties of their compacts // Nanostr. Mat. 1995. V. 6. № 1-4

34. McCandlish L.E., Kear B.N., Kim B.K. Processing and properties of nanostructured WC-Co //Nanostr. Mat. 1992. V. 1. № 2.

35. Валиев P.3., Александров И.В. Наноструктурные материалы, полученные интенсивной пластической деформацией. М.: Логос, 2000.

36. Haas V., Cho М., Ishii Н., Inoue A. Behavior of quasicrystal-reinforced A194CrlMn3Cu2 under fatigue conditions // Nanostr. Mat. 1999. V. 12. № 5-8.

37. Palumbo G., Thorpe S.J., Aust K.T. On the contribution of the triple junction to the structure and properties of nanocrystalline materials // Scripta Met. 1990. V. 24.

38. Лякишев Н.П., Алымов М.И., Добаткин С.В. Наноматериалы конструкционного назначения // Конверсии в машиностроении. 2002. № 6.

39. Siegel R.W., Fougere G.E. Mechanical properties of nanophase metals 11 Nanostr. Mat. 1995. V. 6. № 1-4.

40. Косицын И.И., Сагарадзе B.B., Копылов В.И. Формирование высокопрочного и высокопластич-ного состояния в метастабильных аустенитных сталях методом равноканально-углового прессования // Физика металлов и материаловедение. 1999. Т. 88. №5.

41. Robertson A., Erb U., Palumbo G. Practical application for electrodeposited nanocrystalline materials //Nanostr. Mat. 1999. V. 12. № 5-8.

42. Greer A.L. Changes in structure and properties associated with the transition from the amorphous to the nanocrystalline state // Nanostr. Mat.: Science and Technology. St. Petersburg, Russia, 1997.

43. Лариков JT.H. Диффузионные процессы в нанокристаллических материалах // Металлофизика и новейшие технологии. 1995. Т. 17. №1.

44. Бережкова Г.В Нитевидные кристаллы М., 1969; Монокристальные волокна и армированные ими материалы, пер, с англ., М, 1973

45. Wagner R.S., Ellis W.C. Vapour-Liquid-Solid Mechanism of Single Crystal Growth // Appl.PhysLett., v. 4, №5, p. 89,1964.

46. Cui Y., Lauhon J.L., Gudiksen M.S., Wang J., Lieber C.M. Diameter-controlled synthesis of single-crystal silicon nanowires // Appl.Phys.Lett. 78, 2214 (2001).

47. Duan X., Wang J., Lieber C.M. Synthesis and optical properties of gallium arsenide nanowires // Appl.Phys.Lett. 76, № 9, 1116 (2000).

48. Kamins T.J., Li X., Stanley Williams R. Thermal stability of Ti-catalyzed Si nanowires // Appl.Phys.Lett. 82, 263 (2003).

49. Cui Y., Lieber C.M. Functional Nanoscale Electronic Devices Assembled using Silicon Nanowire Building Blocks // Science 291, 851 (2001).

50. Finnie P., Homma Y. Maskless selective area molecular beam epitaxy of semiconductors and metals using atomic step networks on silicon // J.Cryst.Growth 202, 604 (1999).

51. Ohlsson B.J., Bjork M.T., Magnusson M.H., Deppert K., Samuelson L. Size-, shape-, and position-controlled GaAs nano-whiskers // ApplPhys.Lett. 79, 3335 (2001).

52. Тонких A.A., Цырлин Г.Э., Самсоненко Ю.Б., Сошников И.П., Устинов В.М. Свойства нановискеров GaAs на поверхности GaAs (111)В, полученных комбинированным методом // ФТП 38, 1217 (2004).

53. Du Н., Chen Q., Che R.C., Yuan Z.Y., Peng L.M. Preparation and structure analysis of titanium oxide nanotubes // Appl. Phys. Lett., 79, 3702 (2001)

54. Chen Q., Du G.H., Zhang S., Peng L.M. The structure of trititanate nanotubes. // Acta Crystallogr., Sect. B, 58, 587 (2002).

55. Uchida S., Chiba R., Tomiha M., Masaki N., Shirai M. Application of Titania Nanotubes to a Dye-Sensitized Solar Cell // Electrochemistry, 70, 418 (2002)

56. Lin C.Y., Chien S.H., Chao J.H., Sheu C.Y., Cheng Y.C., Huang Y.J., Tsai C.H. The synthesis of sulfated titanium oxide nanotubes // Catal. Lett., 80, 153 (2002)

57. Zhang Q.H., Gao L.A., Sun J., Zheng S. Preparation of Long ТЮ2 Nanotubes from Ultrafine Rutile Nanocrystals // Chem. Lett., 2, 226 (2002)

58. Yao B.D., Chan Y.F., Zhang X.Y., Zhang W.F., Yang Z.Y., Wang N. Formation mechanism of Ti02 nanotubes // Appl. Phys. Lett., 82, 281 (2003)

59. Schneider J.J., Czap N., Hagen J., Engstler J., Ensling J., Gutlich P., Reinoehl U., Bertagnolli H., Luis F., De Jongh L.J., Wark M., Grubert G., Honyak G.L., Zanoni R. Metallorganic routes to nanoscale iron and titanium oxide particles encapsulated in mesoporous alumina: Formation, physical properties, and chemical reactivity // Chem.Eur. J., 6, 4305 (2000)

60. Kasuga T., Hiramatsu M., Hoson A., Sekino T., Niihara K. Formation of titanium oxide nanotube // Langmuir, 14, 3160 (1998)

61. Zhu Y., Li H., Koltypin Y., Haeohen Y.R., Gedanken A. Sonoehemieal synthesis of titania whiskers and nanotubes // Chem. Commun., 2616(2001)

62. Marchand R., Brohan L., Tournoux M. A new form of titanium dioxide and the potassium octatitanate // Mater. Res. Bull., 15, 1129 (1980)

63. Seo D.S., Lee J.K., Kim H. Preparation of nanotube-shaped Ti02 powder // J. Cryst. Growth, 229, 428 (2001)

64. Miao Z., Xu D., Ouyang J., Guo G., Zhao X., Tang Y. Electrochemically Induced Sol-Gel Preparation of Single-Crystalline Ti02 Nanowires // Nano Lett., 2, 717 (2002)

65. Kobayashi S., Hamasaki N., Suzuki M., Kimura M., Shirai H., Hanabusa K. Preparation of Helical Transition-Metal Oxide Tubes Using Organogelators as Structure-Directing Agents // J. Am. Chem. Soc., 124, 6550 (2002)

66. Imai H., Takei Y., Shimizu K., Matsuda M., Hirashima H. Direct preparation of anatase Ti02 nanotubes in porous alumina membranes // J. Mater. Chem. 9, 2971 (1999)

67. Ajayan P.M., Stephan O., Redlich P., Colliex C. Carbon nanotubes as removable templates for oxide nanocomposites and nanostructures // Nature (London), 375, 564 (1995)

68. Giorgetti M., Passerini S., Smyrl W., Berrettoni M. Evidence of bilayer structure in V205 xerogel. // Inorg. Chem., 39, 1514 (2000)

69. Muhr H.-J., Krumeich F., Schonholzer U.P., Bieri F., Niederberger M., Nesper R. Vanadium Oxide Nanotubes - A New Flexible Vanadate Nanophase //Adv. Mater., 12, 231 (2000)

70. Pan D.Y., Zhang S.Y., Chen Y.Q., Hou J.G. Hydrothermal preparation of long nanowires of vanadium oxide // J. Mater. Res. 17. p. 1981 (2002)

71. Lakshmi B.B., Patrissi C.J., Martin C.R. Sol-Gel Template Synthesis of Semiconductor Oxide Micro and Nanostructures // Chem. Mater., 9, 2544 (1997)

72. Gong C., Chen D., Jiao X., Wang Q. Continuous hollow ?-Fe203 and ?-Fe fibers prepared by the sol-gel method // J. Mater. Chem., 12, 1844 (2002)

73. Matsui K., Kyotani Т., Tomita A. Hydrothermal synthesis of nano-sized iron oxide crystals in the cavity of carbon nanotubes // Mol. Cryst. Liq. Cryst, 387, 225 (2002)

74. Pham-Huu C., Keller N., Estournes C., Ehret G., Ledoux M. J. Synthesis of CoFe204 nanowire in carbon nanotubes. A new use of the confinement effect // Chem. Commun., 1882 (2002)

75. Shenton W., Douglas Т., Young M., Stubbs G., Mann S. Inorganic-organic nanotube composites from template mineralization of tobacco mosaic virus // Adv. Mater., 11, 253 (1999)

76. Matsui K., Pradhan B.K., Kyotani Т., Tomita A. Formation of nickel oxide nanoribbons in the cavity of carbon nanotubes // J. Phys. Chem. B, 105, 5682 (2001)

77. Chen Y.K., Chu A., Cook J., Green M.L.H., Harris P.J.F., Heesom R, Humphries M., Sloan J., Tsang S.C., Turner J.F.C. Synthesis of carbon nanotubes containing metal oxides and metals of the d-block and f-block transition metals and related studies // J. Mater. Chem., 7, 545 (1997)

78. Викарчук A.A., Воленко А. П. Пентагональные кристаллы меди, многообразие форм их роста и особенности внутреннего строения// Физика твердого тела. — 2005. — Том 47, вып. 2. — С. 339 - 344.

79. Sears G.W. Mercury Whiskers // Acta Met. 1, 457 (1953).

80. Sears G.W. A mechanism of whisker growth // Acta Met. 3, 367 (1955).

81. Гиваргизов Е.И. Рост нитевидных и пластинчатых кристаллов из пара. М.:Наука, 1977,304 с.

82. Volmer М., Esterman I. Uber den Mechanismus der Molekulabscheidung an Kristallen // Z. Physik 7, 13 (1921)

83. Burton W., Cabrera N., Frank F.C. The growth of crystals and the equilibrium structure of their surfaces // Phil. Trans. Roy. Soc. A243,299 (1951)

84. Sears G.W. Nucleation and Growth of Mercury Crystals at Low Supersaturation // J. Chem. Phys. 33, 563, (1960)

85. Morelock G.R., Sears G.W. Growth Mechanism of Copper Whiskers by Hydrogen Reduction of Cuprous Iodide // J. Chem. Phys. 31,926, (1959)

86. Newkirk J.B., Sears G.W. Growth of potassium halide crystals from aqueous solution // Acta Met. 3, 110 (1955).

87. Горбунова K.M. Сб. "Рост кристаллов", т.1, М., Издательство АН СССР, 1957, стр. 48.

88. Sears G.W., Coleman R.V. Growth Mechanism of Near?Perfect Crystals // J. Chem. Phys. 25, 635, (1956)

89. Wagner R.S., Ellis W.C, S.M.Arnold, K.A.Jackson Study of the filamentary growth of silicon crystals from the vapor // J. Appl. Phys. Lett., v. 35, 2993, (1964).

90. Holonyak N., Jillson Jr. D. C, Bevacqua S.F. Mettalurgy of Elemental and Compound Semiconductors, Metal. Soc. Conferences, v. 12, 1961, Interscience, N. Y., p 81.

91. Greiner E.S., Gutowski J.A., Ellis W.C. Preparation of Silicon Ribbons // J.Appl.Phys.Lett. 32, 2489 (1961).

92. Wagner R.S., Ellis W.C. Vapour-Liquid-Solid Mechanism of Single Crystal Growth // Appl.PhysLett., v. 4, №5, p.89, 1964.

93. Гиваргизов Е.И. Кристаллические вискеры и наноострия // Природа №13, 2003.

94. Hiruma К., Yazawa М., Katsuyama Т., Ogawa К., Haraguchi К., Koguchi М. Growth and optical properties of nanometer?scale GaAs and InAs whiskers // Appl. Phys., v.11, № 2, p.447,1995.

95. Westwater J., Gosain D.P., Tomiya S., Usui S., Ruda H. Growth of silicon nanowires via gold/silane vapor-liquid-solid reaction // J. Vac. Sci. Technol. В 15, 554(1997).

96. Persson M.P., Xu H.Q. Electronic structure of nanometer-scale GaAs whiskers // Appl. Phys. Lett. 81, 1309 (2002).

97. Bjork M.T., Ohlsson B.J., Sass Т., Persson A.I., Thelander C., Magnusson M.H., Deppert K., Wallenberg L.R., Samuelson L. One-dimensional heterostructures in semiconductor nanowhiskers // Appl. Phys. Lett. 80, 1058 (2002).

98. Cui Y., Lauhon J.L., Gudikscn M.S., Wang J., Xieber C.M. Diameter-controlled synthesis of single-crystal silicon nanowires // Appl. Phys. Lett. 78, 2214(2001).

99. Duan X., Wang J., Lieber C.M. Synthesis and optical properties of gallium arsenide nanowires // Appl. Phys. Lett. 76, № 9, 1116 (2000)

100. Kamins T.I., Li X., Stanley Williams R. Thermal stability of Ti-catalyzed Si nanowires // Appl.Phys.Lett. 82, 263 (2003)

101. Cui Y., Lieber C.M. Functional nanoscale electronic devices assembled using silicon nanowire building blocks // Science 291, 851 (2001).

102. Schubert L., Werner P., Zakharov N.D., Gerth G., Kolb F.M., Long L., Gosele U., Tan T.Y. Silicon nanowhiskers grown on <111> Si substrates by molecular-beam epitaxy // Appl. Phys. Lett. 84, 4968 (2004).

103. Koshiba S., Nakamura Y., Tsuchiya M., Noge H., Капо H., Nagamune Y., Noda Т., Sakaki H. Surface diffusion processes in molecular beam

epitaxial growth of GaAs and AlAs as studied on GaAs (OOl)-(l 11)B facet structures // J. Appl. Phys. 76, 4138 (1994).

104. Takebe Т., Fujii M., Yamamoto Т., Fujita K., Watanabe T. Orientation-dependent Ga surface diffusion in molecular beam epitaxy of GaAs on GaAs patterned substrates // J. Appl. Phys. 81, 7273 (1997).

105. Dittmar W., Neumann K. Growth and perfection of crystals. Eds. R.H. Doremus, B.W. Roberts, D. Turnball, N.Y. John, Wiley, 121 (1958).

106. Dittmar W., Neumann K. Wachstums- und Verdampfungsgeschwindigkeit von nadelformigen Kaliumkristallen // Z. Elektrochem. 64, 297 (1960).

107. Викарчук А.А., Воленко А.П., Тюрьков M.H., Довженко О.A. Многообразие форм роста пентагональных кристаллов при электрокристаллизации меди // Вестник Самарского Государственного технического университета - 2004. - № 27. - С. 111-114.

108. Викарчук А.А., Воленко А.П., Ясников И.С. Формы роста пентагональных кристаллов, образующихся при электроосаждении меди, и особенности их внутреннего строения // Сборник трудов XLIII Международного семинара «Актуальные проблемы прочности». - Витебск, 2004.-Т. 1.-С. 258-264.

109. Yasnikov I.S., Dovzhenko О.A., Vikarchuk A.A. Growth shapes of copper electrolytic crystals with pentagonal symmetry // Тезисы докладов XV Петербургских чтений по проблемам прочности. - Санкт-Петербург, 2005. -С. 57-58.

110. Викарчук А.А., Воленко А.П., Крылов А.Ю., Ясников И.С. Дисклинационная модель формирования кристаллов с пятерной симметрией при электроосаждении ГЦК-металлов // Машиностроитель - 2003. - № 7. - С. 30-34.

111. Воленко А.П., Ясников И.С., Тюрьков М.Н., Бондаренко С.А., Викарчук A.A. Кластерно-дисклинационный механизм формирования пентагонадьных кристаллов из трёхмерных зародышей // Тезисы докладов XIV Петербургских чтений по проблемам прочности. - Санкт-Петербург, 2003.-С. 86-87.

112. Викарчук A.A., Воленко А.П., Ясников И.С. Кластерно-дисклинационный механизм формирования кристаллов в электролитических покрытиях // Техника машиностроения - 2003. - № 3 (43). - С. 29 - 33.

113. Викарчук A.A., Воленко А.П., Ясников И.С. Особенности строения и механизмы формирования пентагональных кристаллов при электрокристаллизации меди // Тезисы докладов XV Международной конференции «Физика прочности и пластичности материалов». - Тольятти, 2003.-С. 1-73.

114. Викарчук A.A., Воленко А.П., Бондаренко С.А., Тюрьков М.Н., Ясников И.С. Кластерно-дисклинационный механизм образования пентагональных кристаллов, дендритов и сферолитов при электрокристаллизации меди на индифферентных подложках // Вестник Тамбовского Университета - 2003. - Т. 8, вып. 4. - С. 531 - 534.

115. Викарчук A.A., Воленко А. П., Гамбург Ю. Д., Бондаренко С. А. О дисклинационной природе пентагональных кристаллов, формирующихся при электрокристаллизации меди // Электрохимия - 2004. - Т. 40, № 2. - С. 207-214.

116. Викарчук A.A., Ясников И.С. Особенности массо- и теплообмена в микро- и наночастицах, формирующихся при электрокристаллизации меди // Физика твёрдого тела. - 2006. - т. 48, вып. 3. - С. 536 - 539.

117. Martin Т. Р. Shells of atoms // Physics Reports, Vol.273, Issue 4, August 1996, Pages 199-241.

118. Shiro Ogawa, Shozo Ino Formation of multiply-twinned particles on alkali halide crystals by vacuum evaporation and their structures // Journal of Crystal Growth. - 1972. - Vol. 13 / 14. - P. 48 - 56.

119. Гоулдстейн Д., Ньюберн Д и др. Растровая электронная микроскопия и рентгеновский микроанализ В двух книгах. // Москва: Мир, 1984.-303 с.

120. Практическая растровая электронная микроскопия // Под редакцией Д. Гоулдстэйна, X. Яковица - Москва: Мир. 1978. - 231 с.

121. Микроанализ и растровая электронная микроскопия // Под редакцией Ф. Морис - Москва: Металлургия, 1988. - 406 с.

122. Утевский JI.M. Дифракционная электронная микроскопия в металловедении // Москва: Металлургия, 1973. - 583 с.

123. Уманский Я.С., Скаков Ю.А., Иванов А.Н., Расторгуев JI.H. Кристаллография, рентгенография и электронная микроскопия. // Москва: Металлургия, 1982. - 632 с.

124. Вишняков JI. Д. Современные методы исследования структуры деформированных кристаллов. // Москва: Металлургия, 1975. - 320 с.

125. Хирш П., Хови А., Никол сон П., Пэшли Д., Уиллан М. М. Электронная микроскопия тонких кристаллов // Москва: Мир, 1968. - 574 с.

126. Электронномикроскопическое изображение дислокаций и дефектов упаковки // Под редакцией Косевича В. М. и Палатника J1. С. -Москва: Наука, 1976. - 223 с.

127. Хейденрайх Р. Основы просвечивающей электронной микроскопии. // Москва: Мир, 1966. - 472 с.

128. Binnig G., Rohrer Н. Scanning tunneling microscopy // Helv. Phys. Acta., v. 55, pp. 726-735, 1982.

129. Binnig G., Rohrer H., Gerber C., Weibel E. Tunneling through a controllable vacuum gap // Appl. Phys. Lett. v. 40, pp. 178-180, 1982

130. Бинниг Г., Рорер Г., Сканирующая туннельная микроскопия - от рождения к юности // УФЫ, т. 154, № 2, с. 261-277, 1988

131. Maslova N.S., Oreshkin A.I., Panov V.I., Savinov S.V., Kalachev A.A., Rabe J.P. STM evidence of dimensional quantization on the nanometer size surface defects // Solid State Communications v. 95, № 8, pp. 507-510, 1995

132. Викарчук А.А., Воленко А.П., Скиданенко В.И. Модель начальногоэтапа электрокристаллизации меди на индифферентных подложках // Известия РАН, серия физическая. 2004. - Т.68, вып. 10. С. 13841390.

133. Ясников И.С., Викарчук А.А., Довженко О.А., Талалова Е.В. К вопросу о механизмах роста нитевидных кристаллов в процессе электроосаждения меди // Материаловедение. 2005. № 10. С. 28-31.

134. Викарчук А.А., Довженко О.А., Костин В.И., Ясников И.С. Пентагональные нанотрубки, формирующиеся при электрокристаллизации меди//Материаловедение. 2005. № 3. С. 42-47.

135. Феттер К. Электрохимическая кинетика // М. Издательство «Химия». 1967. 856 с.

136. Гамбург Ю.Д. Электрохимическая кристаллизация металлов и сплавов. М. Янус-К. 1997. 384 с.

137. Electrocrystallization in Nanotechnology / Edited by Georgi Staikov // WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim. 2007. 280 p.

138. Stoyanov S. On the atomistic theory of nucleation rate // Thin Solid Films, Vol. 18, Issue 1, pp. 91-98, 1973.

139. Milchev A. Electrocrystallization: Fundamentals of Nucleation and Growth // Kluwer Academic Publishers. Boston/Dordrecht/London. 2002. 280 p.

140. Milchev A. Electrochemical phase formation on a foreign substrate -basic theoretical concepts and some experimental results // Contemporary Physics. Vol. 32, Issue 5, pp. 321-332. 1991.

141. Milchev A., Stoyanov S. Classical and atomistic models of electrolytic nucleation: Comparison with experimental data // Journal of Electroanalytical Chemistry and Interfacial Electrochemistry. Vol. 72, Issue 1, pp. 33-43, 1976.

142. Stoyanov S. Nucleation theory for high and low supersaturations // Current Topics in Materials Science, vol. 3, E. Kaldis, Ed., North-Holland Publishing Company, Amsterdam, 1979.

143. Milchev A., Stoyanov S., Kaischev R. Atomistic theory of electrolytic nucleation: Part I // Thin Solid Films. Vol. 22, Issue 3, Pp. 255-265, 1974.

144. Milchev A., Stoyanov S., Kaischev R. Atomistic theory of electrolytic nucleation: Part II // Thin Solid Films. Vol. 22, Issue 3, Pp. 267-274, 1974.

145. Зельдович Я.Б. К теории горения порохов и взрывчатых веществ // Журнал экспериментальной и теоретической физики, 12, 525 (1942)

146. Барабошкин Н.А. Электрокристаллизация металлов из расплавленных солей. М. Изд-во «Наука». 1976. 280 с.

147. Викарчук А.А., Воленко А.П., Гамбург Ю.Д., Скиданенко В.И. Начальный этап трехмерного зародышеобразования пентагональных кристаллов // Электрохимия. Т. 41. № 9. с. 1120-1124. 2005

148. Викарчук А.А., Грызунова Н.Н. Спирально-дисклинационный механизм формирования нитевидных пентагональных кристаллов в процессе электрокристаллизации металлов // Материаловедение № 6. С. 7-12. 2008.

149. Викарчук А.А., Ясников И.С. Структурообразование в наночастицах и кристаллах с пентагональной симметрией, формирующихся при электрокристталлизации металлов // Издательство Тольяттинского государственного университета. - Тольятти, 2006 г. — 206 с.

150. Howie A., Marks L.D. Elastic strains and the energy balance for multiply twinned particles // Philosophical Magazine A. Vol. 49, № 1. - P. 95 -109. 1984.

151. Sumió Iijima, Toshinari Ichihashi Structural instability of ultrafme particles of metals // Physical Review Letters. Vol. 56, Iss. 6. P. 616 - 619. 1986.

152. Владимиров В.И., Романов A.E. Дисклинации в кристаллах. JI.: Наука, 1986. 224

153. Колесникова А.Л., Романов А.Е. О релаксации напряжений в пентагональных нитевидных кристаллах // Письма в ЖТФ т. 33, вып. 20. С. 73-79. 2007.

154. Викарчук A.A., Воленко А. П., Ясников И. С. Дефекты и структуры, формирующиеся при электрокристаллизации ГЦК-металлов // Издательство Политехника. - Санкт-Петербург, 2004 г. - 216 с.

155. Викарчук A.A., Довженко O.A., Дорогов М.В., Власенкова Е.Ю., Сирота В.В. Композиционный материал и способ его изготовления // патент № 2362680, 2009 г.

156. Грызунова H.H., Викарчук A.A., Дорогов М.В. Особенности образования и роста металлических пентагональных нитевидных кристаллов на дефектах дисклинационного типа // Известия Самарского научного центра РАН. Выпуск 6. С. 50-56. 2008.

157. Викарчук A.A., Дорогов М.В., Волков A.B., Грызунова H.H. Дефекты дисклинационного типа в подложках как места роста нитевидных кристаллов // Деформация и разрушение материалов № 5, С. 7-13, 2010.

158. Викарчук A.A., Грызунова H.H., Дорогов М.В. Способ выращивания игольчатых кристаллов // патент № 2430200, 2011 г.

159. Викарчук A.A., Ясников И.С., Довженко O.A., Талалова Е.А., Тюрьков М.Н. Пентагональные кристаллы меди электролитического происхождения: строение, модели и механизмы их образования и роста // Вестник Самарского государственного университета. № 3-3. С. 51-64. 2006.

160. Ясников И.С., Викарчук А.А., Талалова Е.В. Процессы тепло- и массопереноса в металлических нано- и микрочастицах электролитического происхождения//Материаловедение. № 11. С. 46-50. 2006.

161. Gryaznov V.G., Kaprelov A.M., Heydenreich J., Nepijko S.A., Urban J., Romanov A.E. Pentagonal symmetry and disclinations in small particles // Crystal Research and Technology, 34, 9, 1091-1119 (1999).

162. Грязнов В.Г., Капрелов A.M., Романов A.E. // Дисклинации и ротационная деформация твердых тел. JL: ФТИ, 1988.

163. Polonsky I.A., Romanov А.Е., Gryaznov V.G., Kaprelov A.M. Disclination in an elastic sphere // Philosophical Magazine A: Physics of Condensed Matter, Structure, Defects and Mechanical Properties. T. 64. № 2. C. 281-287. 1991.