Особенности визуализации 3D-структуры мезопористых пленок PZT методом FIB-SEM-нанотомографии

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Представлена методика исследования 3D-структуры пористых пленок цирконата-титаната свинца с помощью FIB-SEM-нанотомографии. Получены такие количественные характеристики, как общая пористость, удельная площадь поверхности, а также реальный размер пор, рассчитанный по методу локальной толщины. Размер пор по данным FIB-SEM-нанотомографии составляет 77 ± 33 нм для пленки с порогеном PVP и лишь 27 ± 6 нм для пленки с порогеном Brij76, что близко к предельному разрешению для данного метода. Показано, что на итоговую 3D-модель оказывают сильное влияние выбранные параметры ионного пучка в процессе резания, при варьировании которых возможно получение структуры без искажений или визуализация скопления пор на границах зерен.

Об авторах

А. В. Атанова

Институт кристаллографии им. А.В. Шубникова ФНИЦ “Кристаллография и фотоника” РАН

Email: atanova.a@crys.ras.ru
Россия, Москва

Д. Н. Хмеленин

Институт кристаллографии им. А.В. Шубникова ФНИЦ “Кристаллография и фотоника” РАН

Email: atanova.a@crys.ras.ru
Россия, Москва

О. М. Жигалина

Институт кристаллографии им. А.В. Шубникова ФНИЦ “Кристаллография и фотоника” РАН; Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана

Автор, ответственный за переписку.
Email: atanova.a@crys.ras.ru
Россия, Москва; Россия, Москва

Список литературы

  1. Kozuka H., Takenaka S. // J. Am. Ceram. Soc. 2002. V. 85. № 11. P. 2696. https://doi.org/10.1111/j.1151-2916.2002.tb00516.x
  2. Seregin D., Vorotilov K., Sigov A., Kotova N. // Ferroelectrics. 2015. V. 484. № 1. P. 43. https://doi.org/10.1080/00150193.2015.1059680
  3. Ferreira P., Hou R., Wu A. et al. // Langmuir. 2012. V. 28. № 5. P. 2944. https://doi.org/10.1021/la204168w
  4. Castro A., Ferreira P., Rodriguez B.J., Vilarinhoa P.M. // J. Mater. Chem. C. 2015. V. 3. № 5. P. 1035.
  5. Justin M., Ghoshal T., Deepak N. et al. // Chem. Mater. 2013. V. 25. № 8. P. 1458. https://doi.org/10.1021/cm303759r
  6. Kim Y., Han H., Kim Y. et al. // Nano Lett. 2010. V. 10. № 6. P. 2141. https://doi.org/10.1021/cm303759r
  7. Levanyuk A.P., Sigov A.S. Defects and structural phase transitions. New York: Gordon and Breach Science Publishers, 1988. https://doi.org/10.1021/cm303759r
  8. Zhang Y., Roscow J., Lewis R. et al. // Acta Mater. 2018. V. 154. P. 100. https://doi.org/10.1016/j.actamat.2018.05.007
  9. Mercadelli E., Galassi C. // IEEE Trans. Ultrason. Ferroelectr. Freq. Control. 2020. V. 3010. № C. P. 1. https://doi.org/10.1109/TUFFC.2020.3006248
  10. Stancu V., Buda M., Pintilie L. et al. // J. Optoelectron. Adv. Mater. 2007. V. 9. № 5. P. 1516.
  11. Holzer L., Indutnyi F., Gasser P. et al. // J. Microsc. 2004. V. 216. № 1. P. 84. https://doi.org/10.1111/j.0022-2720.2004.01397.x
  12. Atanova A.V., Zhigalina O., Khmelenin D. et al. // J. Am. Ceram. Soc. 2021. V. 105. № 1. P. 639. https://doi.org/10.1111/jace.18064
  13. Holzer L., Cantoni M. Review of FIB-tomography. Nanofabrication using focused ion and electron beams: Principles and applications. 2012. P. 410.
  14. Thévenaz P., Ruttimann U.E., Unser M. // IEEE Trans. Image Process. 1998. V. 7. № 1. P. 27. https://doi.org/10.1109/83.650848
  15. Tseng Q., Wang I., Duchemin-Pelletier E. et al. // Lab Chip. 2011. V. 11. № 13. P. 2231. https://doi.org/10.1039/c0lc00641f
  16. Roels J., Vernaillen F., Kremer A. et al. // Nat. Commun. 2020. V. 11. V. 1. P. 771. https://doi.org/10.1038/s41467-020-14529-0
  17. Arganda-Carreras I., Kaynig V., Rueden C. et al. // Bioinformatics. 2017. V. 33. № 15. P. 2424. https://doi.org/10.1093/bioinformatics/btx180
  18. Ollion J., Cochennec J., Loll F. et al. // Bioinformatics. 2013. V. 29. № 14. P. 1840. https://doi.org/10.1093/bioinformatics/btt276
  19. Arganda-Carreras I., Fernández-González R., Muñoz-Barrutia A., Ortiz-De-Solorzano C. // Microsc. Res. Tech. 2010. V. 73. № 11. P. 1019. https://doi.org/10.1002/jemt.20829
  20. Hu Y., Limaye A., Lu J. // R. Soc. Open Sci. 2020. V. 7. № 12. P. 201033. https://doi.org/10.1098/rsos.201033
  21. Taillon J.A., Pellegrinelli C., Huang Y.L. et al. // Ultramicroscopy. 2018. V. 184. P. 24. https://doi.org/10.1016/j.ultramic.2017.07.017
  22. Fager C., Röding M., Olsson A. et al. // Microsc. Microanal. 2020. V. 26. № 4. P. 837. https://doi.org/10.1017/S1431927620001592
  23. Taillon J.A. Advanced analytical microscopy at the nanoscale: applications in wide bandgap and solid oxide fuel cell materials. University of Maryland. 2016.
  24. Smith J.R., Chen A., Gostovic D. et al. // Solid State Ionics. 2009. V. 180. № 1. P. 90. https://doi.org/10.1016/j.ssi.2008.10.017
  25. Hildebrand T., Rüegsegger P. // J. Microsc. 1997. V. 185. № 1. P. 67. https://doi.org/10.1046/j.1365-2818.1997.1340694.x
  26. Dougherty R., Kunzelmann K.-H. // Microsc. Microanal. 2007. V. 13. № S02. P. 1678. https://doi.org/10.1017/S1431927607074430

© Российская академия наук, 2023