Пискунова Н.Н.   Радаев В.А.  

АСМ-исследование морфолого-кинетических следствий локальных механических воздействий на поверхность кристаллов при их росте и растворении.

Докладчик: Пискунова Н.Н.

Кристаллы, растущие в природе, часто подвергаются механическому воздействию, свидетельством чего являются царапины и трещины. Эти следы иногда могут помочь в ре-шении задач кристаллогенетической реконструкции. С появлением методов атомно-силовой микроскопии (АСМ) стало возможным экспериментально моделировать подобные процессы и на наноуровне детально наблюдать реакцию растущего кристалла на воздействие на его поверхность. Более того, сам зонд АСМ можно использовать как наноиндентор, царапающий растущую поверхность. Этот факт уже использовался в ряде работ по изучению процессов на поверхности после воздействия на нее [1, 2]. Целью настоящей работы было установление морфологических и кинетических следствий локального механического воздействия на поверхность кристалла во время роста и растворения. Модельные кристаллы гидроксиметилхиноксалиндиоксида (C10H10N2O4) были получены непосредственно в жидкостной ячейке микроскопии. С помощью зонда АСМ на его грани (100) были начерчены линии и фигуры. Создаваемое таким образом механическое напряжение релаксируется созданием дефектов и последующим образованием борозд в области дефектов (Рис. 1). Мы установили, что глубина борозды зависит от того, движется ли зонд по ходу движения ступеней или против него. Проведены эксперименты с механическим воздействи-ем на топографически разные участки растущего кристалла. Мы изучили разницу в скульптуре и поведении ступеней после нанесения царапины на верхушку дислокационного холмика и вдали от нее, в зоне послойного роста. Такое воздействие приводит к нелинейным эффектам, в первую очередь, к потере морфологической устойчивости. Сняты координаты точек на каждой ступени через каждые 100 нм, рассчитаны тангенциальные скорости ступеней, расстояний между ступенями и их флуктуации в каждый момент времени. Результаты сравнивались с поведением похожих спиралей, растущих без царапин.

Исследования проводились на оборудовании ЦКП «Геонаука» (Сыктывкар). Работа вы-полнена при частичной финансовой поддержке РФФИ № 19-05-00460.

Литература
1. S. Yanagiya, N. Goto. /Joint Operation of Atomic Force Microscope and Advanced Laser Con-focal Microscope for Observing Surface Processes in a Protein Crystal. //J of Surface Engineered Materials and Advanced Technology, 2, 2012 p. 210-214.
2. S. Elhadj, A.A. Chernov, J. De Yoreo. /Solvent-mediated repair and patterning of surfaces by AFM. //Nanotechnology, 19, 2008 p. 1-22.