ATOMIC FORCE MICROSCOPY AND THE BUILDING PARTICLE IN THE FLUCTUATION THEORY OF CRYSTAL GROWTH

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The specific features of application of a low-energy atomic-force microscope (AFM) for studying the dynamic process of face growth in terms of the fluctuation model of crystal growth are discussed. It is shown that the probe interaction with an area of growing crystal surface on the time scale characteristic of a sequence of free energy fluctuations is a limiting factor for constructing an image of growing face surface.Agreement between the phenomenological and quantum (according to the uncertainty relation) descriptions of the effect of limiting magnification for a growing crystal face in an AGM is demonstrated. Specific features of detecting a growth stage on a crystal face using a transmission/scanning high-resolution electron microscope in a gas medium are also discussed. The effect of ultimate magnification when observing crystal growth in an АСМ is a basis for discussing the concept of the transient state of matter in the topochemical reaction of crystal growth and the phenomenon of building particle.

About the authors

V. I. Rakin

Institute of Geology of the Komi Science Center, Ural Branch, Russian Academy of Sciences, Syktyvkar, 167982 Russia

Author for correspondence.
Email: rakin@geo.komisc.ru
Россия, Сыктывкар

References

  1. Binnig G., Quate C.F., Gerber Ch. // Phys. Rev. Lett. 1986. V. 56. P. 930.
  2. De Yoreo J.J., Land T.A., Lee J.D. // Phys. Rev. Lett. 1997. V. 78. № 23. P. 4462.
  3. Yaminsky I.V., Gvozdev N.V., Sil’nikova M.I., Rashkovich L.N. // Crystallography Reports. 2002. V. 47. Suppl. 1. P. S149.
  4. Рашкович Л.Н., Петрова Е.В., Шустин О.А., Черневич Т.Г. // ФТТ. 2003. Т. 45. Вып. 2. С. 377.
  5. Piskunova N.N., Rakin V.I. // J. Cryst. Growth. 2005. V. 275. e1661.
  6. Ковальчук М.В., Толстихина А.Л. // Сб. Физика кристаллизации. К столетию Г.Г. Леммлейна. М.: Физматлит, 2002. С. 317.
  7. Бор Н. Атомная физика и человеческое познание. М.: Изд-во иностр. лит. 1961. 151 с.
  8. Чернов А.А. // Успехи физ. наук. 1961. Т. 73. Вып. 2. С. 277.
  9. Rakin V.I. // Crystallography Reports. 2016. V. 61. № 3. P. 517. https://doi.org/10.1134/S1063774516020152
  10. Rakin V.I. // Crystallography Reports. 2022. V. 67. № 7. P. 1259. https://doi.org/10.1134/S1063774522070252
  11. Хинчин А.Я. Предельные теоремы для сумм независимых случайных величин. М.; Л.: ОНТИ НКТП СССР, 1938. 116 с.
  12. Методологические аспекты сканирующей зондовой микроскопии. Сб. докл. IX междунар. конференции. Минск. 2010. С. 268.
  13. Ландау Л.Д. // Сборник, посвященный семидесятилетию академика А.Ф. Иоффе. М.: Наука, 1950. С. 44.
  14. Miyata K., Asakawa H., Fukuma T. // Abstracts ACSIN-12 & ICSPM21, November 4–8. 2013. Tsukuba. Japan. 6pB1-3.
  15. Harmand J.C., Patriarche G., Glas F. et al. // Phys. Rev. Lett. 2018. V. 121. № 16. P. 166101.
  16. Panciera F., Baraissov Z., Patriarche G. et al. // Nano Lett. 2020. V. 20. № 3. P. 1669.
  17. Zhang H., Xu T., Zhu Y. et al. // Nanomaterials. 2021. № 11. P. 1021.
  18. Dong Z., Zhang L., Wang S., Luo L. // NanoEnergy. 2020. № 70. P. 104527.
  19. Гликин А.Э. Полиминерально-метасоматический кристаллогенез. СПб.: Изд-во “Журнал “Нева””, 2004. 320 с.
  20. Пригожин И. Введение в термодинамику необратимых процессов. М.: Изд-во иностр. лит., 1960. 128 с.
  21. Штиллер В. Уравнение Аррениуса и неравновесная кинетика: Пер с англ. М.: Мир, 2000. 176 с.
  22. Эйринг Г., Лин С.Г., Лин С.М. Основы химической кинетики: Пер. с англ. М.: Мир,1983. 528 с.
  23. Hammond G.S. // J. Am. Chem. Soc. 1955. V. 77. P. 334.
  24. Rakin V.I. // Crystallography Reports. 2022. V. 67. № 2. P. 294. https://doi.org/10.1134/S1063774522020122

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2023 Russian Academy of Sciences