Кластерная структура аморфных гладких углеводородных пленок CDx (x ~ 0.5) из токамака Т-10
Научная публикация
| Общее |
Язык:
Русский,
Жанр:
Статья (Full article),
Статус опубликования:
Опубликована,
Оригинальность:
Оригинальная
|
| Журнал |
Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования
ISSN: 1028-0960
, E-ISSN: 0207-3528
|
| Вых. Данные |
Год: 2017,
Том: 12,
Страницы: 3-11
Страниц
: 9
DOI:
10.7868/S0207352817120010
|
| Ключевые слова |
аморфные углеводородные пленки, углеродная сетка, фрактальная (самоафинная)
структура, малоугловое рентгеновское рассеяние, высокоугловое рентгеновское рассеяние, дифракция нейтронов |
| Авторы |
Свечников Н.Ю.
1
,
Станкевич В.Г.
1
,
Колбасов Б.Н.
1
,
Зубавичус Я.В.
1
,
Велигжанин А.А.
1
,
Соменков В.А.
1
,
Суханов Л.П.
1,2
,
Лебедев А.М.
1
,
Меньшиков К.А.
1
|
| Организации |
| 1 |
Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”
|
| 2 |
Московский физико-технический институт
|
|
Представлены результаты исследования структуры гладких углеводородных пленок СDx с большим содержанием дейтерия (x ~ 0.5), осажденных под воздействием разрядов дейтериевой плазмы в токамаке Т-10 (НИЦ “Курчатовский институт”, Москва). Впервые применялись методы мало- и высокоуглового рентгеновского рассеяния с использованием синхротронного излучения, а также дифракция нейтронов. Определена структура пленок CDx, состоящая из массовых фракталов с грубой границей, поверхностных фракталов (шершавая поверхность), плоских рассеивателей и линейных цепочек, образующих разветвленную углеродную 3D-сетку с сильными поперечными связями. Найденные фракталы, включающие sp2-кластеры, имеют типичные размеры ~1–60 нм. К ним относится фрагмент C13 из трех соединенных бензольных колец, образующий минимальный фрактальный sp2-агрегат 9 × С13. Эти графеноподобные sp2-кластеры взаимосвязаны и образуют в 3D-пространстве дефектную решетку с вакансиями, у которой ненасыщенные химические связи заполнены атомами D, Н, линейными sp2 C=C, C=O и
sp3-элементами C–C, C–H(D), С–D2,3, С–O, O–H, COOH, CxD(H)y, найденными ранее по
ИК-спектрам и являющимися связующими линейными элементами углеродной сетки. Данные об аморфной структуре пленок CDx подтверждаются результатами проведенного ранее моделирования фрактальной структуры, а также исследований методом рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии, позволившими обнаружить определенное сходство с электронной структурой их модельных аналогов – полимерных пленок а-C:H и а-C:D с разупорядоченной сеткой атомов углерода в состояниях
sp3 + sp2
.