Математические модели, программно-аппаратные и технологические средства для контроля и классификации изображений наноструктур в туннельном микроскопе тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.11.13, кандидат наук Липанов, Святослав Иванович

• Липанов, Святослав Иванович
• кандидат наук
• 2017

Оглавление диссертации кандидат наук Липанов, Святослав Иванович

СОДЕРЖАНИЕ

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСОВ ПРИМЕНЕНИЯ И ИССЛЕДОВАНИЯ НАНОСТРУКТУР

1.1. Наноструктуры и наноматериалы, их свойства и способы получения

1.2. Обзор методов исследования поверхности наноструктур

1.2.1. Сканирующая туннельная микроскопия

1.2.1.1. Особенности работы туннельного микроскопа в жидких средах

1.2.1.2. Методы изготовления измерительных игл ЭТМ

1.2.1.3. Способы изоляции измерительных игл

1.3. Обзор методов распознавания и классификации изображений

1.3.1. Методы распознавания изображений

1.3.2. Применение систем нечеткой логики и нейронных сетей для классификации изображений

1.4. Выводы, постановка цели и задач исследований

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ПРОЦЕССА ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ИГЛ СЭТМ МЕТОДОМ КОМБИНИРОВАННОГО ТРАВЛЕНИЯ

2.1. Разработка модели процесса комбинированного травления заготовки измерительной иглы СТМ

2.1.1. Трехмерная модель комбинированного травления вольфрамовых измерительных игл с учетом тепловой гравитационной конвекции

2.1.2. Исследование методов разделения переменных в задаче моделирования тепловой гравитационной конвекции

2.1.3. Результаты моделирования и их обсуждение

2.2. Изучение закономерности формирования нанотопологии зондирующих острий

2.2.1. Построение математической модели

2.2.2. Обсуждение полученных результатов моделирования

2.3. Выводы по главе 2

ГЛАВА 3. КЛАССИФИКАЦИЯ СТМ-ИЗОБРАЖЕНИЙ НАНОСТРУКТУР С ПРИМЕНЕНИЕМ НЕЙРО-НЕЧЕТКИХ СЕТЕЙ

3.1. Принципы нечеткого логического вывода

3.2. Классификация СТМ-изображений наночастиц на основе анализа их

профилограмм

3.2.1. Построение системы нечеткого вывода для классификации отдельно взятой профилограммы

3.2.2. Разработка и обучение нейро-нечеткой сети для классификации СТМ-профилограмм

3.2.3. Реализация алгоритмов классификации профилограмм СТМ-изображений наночастиц с применением нейро-нечеткой сети Такаги-Сугено-Канга

3.3. Агрегация результатов классификации СТМ-профилограмм

3.3.1. Метод анализа иерархий для адаптивной агрегации результатов классификации профилограмм

3.3.2. Выделение критериев информативности профилограмм

3.3.3. Агрегация результатов классификации профилограмм на основе МАИ

3.4. Выводы по главе 3

Глава 4. Программно-аппаратные средства специализированного электрохимического туннельного микроскопа

4.1. Разработка специализированного электрохимического туннельного микроскопа

4.2. Разработка установки для комбинированного травления вольфрамовых игл

4.3. Создание методики и установки для изоляции игл СЭТМ

4.3.1. Разработка методики по контролю качества изоляции

4.4. Обоснование конструкции специализированного электрохимического туннельного микроскопа

4.5. Исследование наноструктур с применением разработанного специализированного электрохимического туннельного микроскопа

4.5.1. Особенности нанесения наночастиц на подложку

4.5.2. Проведение эксперимента с подготовленными образцами

4.6. Выводы по главе 4

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ

ВАХ - вольт-амперная характеристика

ВОПГ - высокоориентированный пиролитический графит

ЗО - зондирующее острие

ИИ - измерительная игла

ИМ - изолирующий материал

МАИ - метод анализа иерархий

МКЭ - метод конечных элементов

ННС - нейро-нечеткая сеть

СП - сигнальный процессор

СТМ - сканирующий туннельный микроскоп

СЭТМ - специализированный электрохимический туннельный микроскоп

ТСК - система нечеткого вывода класса Такаги-Сугено-Канга

ТР - травящий раствор

УДЧ - ультрадисперсные частицы

ФП - функция принадлежности

ЦФО - целевая функция ошибки

ЭВМ - электронно-вычислительная машина

ЭТМ - электрохимический туннельный микроскоп

ANFIS-модель - Adaptive-Network-based Fuzzy Inference System

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Математические модели, программно-аппаратные и технологические средства для контроля и классификации изображений наноструктур в туннельном микроскопе»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы обусловлена высокой значимостью измерительной информации о геометрических параметрах наночастиц, позволяющих создавать наноматериалы с принципиально новыми механическими, магнитными, каталитическими и другими физико-химическими свойствами. В связи с большим объемом измерений при контроле дисперсности наночастиц новых нано-материалов возникла необходимость разработки основ контроля и автоматизированной классификации специализированным электрохимическим туннельным микроскопом (СЭТМ) изображений наночастиц на воздухе и в жидких средах, обеспечивающих длительное время сохранности исходной структуры наночастиц и поверхности подложки, а также возможность подготовки и модификации исследуемой поверхности. Применение СЭТМ для контроля дисперсности наночастиц выдвигает новые требования к его эксплуатационным и метрологическим характеристикам.

Использование процесса травления вольфрамовых заготовок всегда было одним из наиболее перспективных путей улучшения характеристик атомарно острых измерительных игл (ИИ) сканирующего туннельного микроскопа (СТМ). Однако, острота зондирующего острия (ЗО) ИИ является не единственным существенным требованием - макроскопическая форма также существенно влияет на характеристики СТМ-эксперимента, выполняющегося с разрешением, близким к атомному. Идеальная макроскопическая форма ИИ позволяет избежать значительных колебаний кончика острия, приводящих, в наиболее неприятных случаях, к резонансным колебаниям, что влияет на качество и разрешение СТМ-изображений. В работах, проводимых в ИМ УрО РАН, показано, что наиболее перспективным при изготовлении атомарно острых ИИ является сочетание электрохимического и химического травлений, при котором макроскопическая форма ИИ формируется электрохимическим способом, а атомарная острота ЗО достигается при последующем химическом дотравлива-нии. Такое сочетание обусловлено значительной скоростью электрохимиче-

ской реакции, что позволяет достаточно быстро формировать шейку заготовки иглы, которая затем медленно перетравливается химическим способом, позволяя, тем самым, избежать электрохимической полировки атомарных нановы-ступов, образующихся на кончике ЗО. Процесс химического дотравливания достаточно хорошо изучен ранее, в отличие от предшествующего ему электрохимического этапа изготовления ИИ. Данная работа посвящена моделированию процесса формирования шейки заготовки ИИ, обеспечивающей минимальный радиус кончика и заданный профиль ЗО, а также разработке методики, позволяющей учитывать факторы, наиболее существенно влияющие на макроскопическую форму ИИ.

Применение СЭТМ при изучении поверхностных свойств наноматериалов в растворах электролитов обусловлено, прежде всего, его предельно высокой разрешающей способностью, а также возможностью изучения протекающих на поверхности процессов in situ. При этом одним из основных факторов, влияющих на результат эксперимента, является качество ЗО СЭТМ. В отличие от сканирующего туннельного микроскопа, работающего в вакууме и воздушной среде, ЗО СЭТМ (за исключением его кончика, размером порядка нескольких микрон) покрывается изолирующим материалом (ИМ), что позволяет исключить большую часть фарадеевских токов, протекающих в электролите и существенно затрудняющих регистрацию туннельного тока, несущего информацию о кванто-во-химическом строении исследуемой поверхности. В результате процесс изоляции становится столь же важным этапом изготовления ИИ СЭТМ, как и химическое (электрохимическое) травление.

Таким образом, разработка и исследование СЭТМ для контроля и автоматизированной классификации изображений наночастиц является актуальной задачей. Для ее решения необходима разработка технологии изготовления атомарно острых изолированных вольфрамовых игл, направленной на повышение точности измерительной информации, ее информативности, достоверности, обработки, визуализации и интерпретации.

Целью работы является разработка и обоснование физико-

математических, алгоритмических, методических, программно-аппаратных и технологических средств специализированного электрохимического туннельного микроскопа для контроля и автоматизированной классификации наноча-стиц при его работе на воздухе и в жидких средах, внедрение которых имеет существенное значение для создания новых перспективных наноматериалов.

Объектом исследования является СЭТМ для изучения наночастиц, зондирующее острие, программно-аппаратные средства выделения, обработки и визуализации измерительной информации, СТМ-изображения наночастиц.

Предметом исследования являются математические модели формирования зондирующего острия и комбинированного процесса его изготовления, модели для распознавания наночастиц на основе аппарата нейро-нечетких сетей, программно-аппаратное обеспечение СЭТМ.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

- разработать математическую модель и методику двухстадийного процесса изготовления измерительных игл, заключающиеся в электрохимическом травлении и химическом дотравливании заготовок игл для получения зондирующих острий оптимальной макроформы;

- создать методику изоляции измерительных игл, минимизирующую фа-радеевские токи СЭТМ при его работе в жидкости;

- разработать методику автоматизированной классификации зашумлен-ных СТМ-изображений наноструктуры поверхности;

- создать программно-аппаратные и технологические средства для автоматизированной классификации объектов наноструктуры поверхности в СЭТМ при его работе на воздухе и в жидких средах.

Соответствие темы диссертации требованиям паспорта специальностей ВАК. Диссертационная работа выполнена в соответствии с пунктами 1,3,6 паспорта специальности 05.11.13 - Приборы и методы контроля веществ, материалов и изделий (технические науки), а также пунктами 1,3 и 6 паспорта специальности 05.11.14 - Технология приборостроения (физико-математичекие науки) ВАК Министерства образования и науки РФ.

Методы исследования.

В диссертации использован комплексный метод, включающий теоретические исследования и экспериментальную проверку полученных результатов. Работа выполнялась с применением математического моделирования. В теоретических исследованиях использовались: численные методы, теоретические основы информатики и программирования, методы обработки графической информации, основы теории искусственного интеллекта и аппарата нейронных сетей. В экспериментальных исследованиях применялись: теория измерения электрических и механических величин, статистические методы обработки результатов исследований, теория точности измерительных систем.

Научная новизна работы состоит в следующих результатах:

- созданы математическая модель и методика численного моделирования процесса электрохимического травления заготовки измерительной иглы СЭТМ, позволяющие проводить численные исследования процесса электрохимического травления измерительных игл и определять оптимальные параметры этих процессов для получения измерительных игл оптимальной макроформы;

- разработаны трехмерная модель и методика численного моделирования процесса химического дотравливания игл на основе уравнений гидродинамики и уравнений химической кинетики, позволяющие формировать малый (минимальный) радиус кончика и заданный профиль измерительной иглы;

- численные исследования процесса формирования нанотопологии зондирующего острия, выполненные с помощью сочетающего макроскопический и атомный масштаб метода динамики частиц, позволили определить оптимальную форму шейки заготовки иглы в момент перехода от электрохимического к химическому дотравливанию, исключающему электрополировку нановыступов острия;

- предложена методика изоляции измерительных игл, обеспечивающая малую площадь открытого от изоляции зондирующего острия, что позволило исключить большую часть фарадеевских токов СЭТМ при его работе в жидкости;

- создана методика классификации СТМ-изображений наночастиц с использованием математического аппарата нейронечетких сетей и метода анализа иерархий для агрегации результатов классификации СТМ-профилограмм, при этом функционирование нейро-нечетких сетей построено на базе знаний нечеткой логики, а подбор параметров осуществляется в соответствии с принципами обучения нейронных сетей;

- разработаны программно-аппаратные и технологические средства для классификации объектов наноструктуры поверхности в СЭТМ, позволяющие проводить автоматизированную классификацию наночастиц гибридным СТМ, как на воздухе, так и в жидких средах.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Математическая модель и методика численного моделирования процесса электрохимического травления заготовки измерительной иглы СЭТМ, позволяющие проводить численные исследования процесса электрохимического травления измерительных игл и определять оптимальные параметры этих процессов для получения измерительных игл оптимальной макроформы (п.1,3 паспорта спец. 05.11.14).

2. Трехмерная модель и методика численного моделирования процесса химического дотравливания игл на основе уравнений гидродинамики и уравнений химической кинетики, позволяющие формировать малый (минимальный) радиус кончика и заданный профиль измерительной иглы (п.1,3 спец. 05.11.14).

3. Результаты численных исследований процесса формирования наното-пологии острия, выполненные с помощью сочетающего макроскопический и атомный масштаб метода динамики частиц и позволяющие определить оптимальную форму шейки заготовки иглы в момент перехода от электрохимического к химическому дотравливанию, исключающему электрополировку нано-выступов острия (п.1,3 спец. 05.11.14).

4. Методика изоляции измерительных игл, обеспечивающая малую площадь открытого от изоляции кончика зондирующего острия, что позволило ис-

ключить большую часть фарадеевских токов СЭТМ при его работе в жидкости (п.1 спец. 05.11.13) +(п.6 спец. 05.11.14).

5. Методика классификации СТМ-изображений наноструктуры поверхности с использованием математического аппарата нейронечетких сетей и метода анализа иерархий для агрегации результатов классификации СТМ-профилограмм, при этом функционирование нейро-нечетких сетей построено на базе знаний нечеткой логики, а подбор параметров осуществляется в соответствии с принципами обучения нейронных сетей (п.1,3, спец. 05.11.13).

6. Программно-аппаратные и технологические средства для классификации объектов наноструктуры поверхности в СЭТМ, позволяющие проводить автоматизированную классификацию наночастиц гибридным СТМ как на воздухе, так и в жидких средах (п.3,6, спец. 05.11.13)).

Достоверность полученных результатов основывается на данных натурных испытаний, использовании аттестованных измерительных средств, согласованности расчетных и экспериментальных данных, непротиворечивостью результатам исследований других авторов.

Практическая ценность работы определяется ее прикладной направленностью, позволяющей обеспечить классификацию наночастиц специализированным электрохимическим туннельным микроскопом.

Создан инструмент для классификации наночастиц, в основе которого лежит аппарат нейронечетких сетей и метод анализа иерархий для агрегации результатов классификации СТМ-изображений наночастиц.

Разработаны теория и технология изготовления атомарно острых изолированных игл оптимальной макроформы для СТМ-эксперимента с высокой разрешающей способностью.

Проведенные теоретические и экспериментальные исследования позволили решить задачу создания инструмента на базе СЭТМ для классификации наночастиц.

Реализация результатов работы. Результаты диссертационной работы

использованы при разработке и совершенствовании программно-аппаратных средств и методов для изучения наноструктуры поверхности специализированным электрохимическим туннельным микроскопом и внедрены в ИМ УрО РАН, а также в учебном процессе ИжГТУ.

Работа выполнялась в соответствии с планами госбюджетных научно-исследовательских работ, проводимых ИМ УрО РАН:

- «Разработка методов и средств диагностики материалов и изделий для нанотехнологий, медицины и военной техники» (2013-2015г., № гос. рег. 01201356428);

- «Создание методов и средств контроля материалов и изделий для нанотехнологий, медицины и военной техники» (2016-2018г., № гос. рег. АААА-А16-116031110143-4),

а также в рамках:

- инициативного проекта фундаментальных исследований УрО РАН «Моделирование процессов комбинированного травления нанозондов» (20122014г., №12-У-1-1007).

Апробация работы.

Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на трех международных научно-технической конференциях «Измерения, контроль, информатизация» (Барнаул, 2013, 2014, 2016), научно-технической конференции «Приборостроение в XXI веке: Интеграция науки, образования и производства» (Ижевск, 2014), научно-технической конференции ««Актуальные проблемы математики, механики, информатики» (Ижевск, 2014)», научно-технической конференции «Байкальские чтения: наноструктурированные системы и актуальные проблемы механики сплошной среды (теория и эксперимент)» (Улан-Удэ, 2010).

Публикации.

Основной материал диссертации отражен в 20 научных публикациях, в том числе: 12 статьях в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, 1 патенте РФ на изобретение.

Личный вклад автора.

Диссертантом лично разработаны и реализованы математические модели и методики процесса изготовления зондирующих острий СТМ, классификации объектов наноструктуры поверхности. Выбор приоритетов, направлений, методов исследования, формирование структуры и содержания работы выполнены при активном участии научного руководителя д.т.н., профессора Шелков-никова Е.Ю. Выбор и обоснование математических методов, использованных при разработке моделей и методик, анализ и интерпретация результатов исследований выполнены при участии научного консультанта к.ф.-м.н., доцента Тю-рикова А.В. Разработка устройства и методики изоляции измерительных игл осуществлялась в сотрудничестве с к.т.н. Гуляевым П.В. В совместных публикациях автора его вклад состоит в постановке и проведении теоретических и прикладных исследований, которые определяют основу диссертации и новизну полученных результатов.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 170 наименований и приложения. Работа содержит 167 стр. машинописного текста, включая 55 рис., 4 табл. и приложение.

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСОВ ПРИМЕНЕНИЯ И ИССЛЕДОВАНИЯ НАНОСТРУКТУР

В главе рассмотрены современные наноструктуры, наноматериалы и основные способы их получения. Описаны методы сканирующей туннельной микроскопии, дан обзор исследований, проведённых с их помощью. Выполнен анализ методов классификации и распознавания изображений. Выявлены проблемы и задачи, требующего своего решения при изучении наноструктур методами сканирующей туннельной микроскопии на воздухе и в жидких средах.

1.1. Наноструктуры и наноматериалы, их свойства и способы получения

Особый интерес к ультрадисперсным частицам (УДЧ) и кластерным материалам на их основе вызван тем, что кластерному фазовому состоянию вещества присущи свойства, отсутствующие в макросистемах [37, 43,55,57,88,90,96,104,111,146,147,159,164]. В кластерном состоянии изменяются такие характеристики вещества как: электронная структура, уровень Ферми, потенциал ионизации, энергонасыщенность и др. У кластерных материалов могут наблюдаться высокая степень активности, низкая температура плавления, аморфная структура, необычные электрические, магнитные, сверхпроводящие, радиопоглощающие свойства, а также сочетания традиционно несовместимых характеристик (например, электропроводность и прозрачность, твердость и пластичность).

Переход к кластерному состоянию позволяет целенаправленно изменять физико-химические и физико-механические свойства. Вещества и объекты, относящиеся к кластерным материалам, чрезвычайно многообразны, и их число постоянно растет. В практическом плане наиболее перспективны различные виды нанокерамики, в том числе модифицированные, квантовые точки, островко-вые пленки, решетки, полупроводниковые наноматериалы, нанонити, и др.

УДЧ относятся к классу наноразмерных частиц. Свойства наночастиц значительно изменяются по сравнению с макрочастицами того же вещества,

как правило, уже при размерах 10-100 нм. Наноматериалы на основе наноча-стиц можно разделить на три класса: это трехмерные частицы, двумерные объекты и одномерные объекты. К первому классу относятся трехмерные частицы, ко второму классу относят пленки, а к третьему классу - вискеры. В работе [46] вискеры описаны как объекты, полученные методом молекулярного наслаивания.

Для изучения внешней и внутренней поверхности нанообъектов применяют различные методы исследований. Это методы микроскопии, в частности электронная высокого разрешения, туннельная и зондовая, атомно-силовая, рентген-анализ и др.

Для исследования физико-химических свойств наноматериалов используют способы воздействия на частицы такие как: калориметрия, измерение скорости прохождения звука с помощью технических средств, микроин-дентирование частиц, объемное деформирование сжатием и изгибом, газовую хроматографию и др. Если в начале своего развития наноиндустрия чаще всего рассматривала атомные частицы природного происхождения, то в настоящее время на первый план выходят наноматериалы, искусственно созданные с субмикронным и нанометровым размером - это фуллерены, нанотрубки а также ультрадисперсные порошки. Искусственно созданные наноструктуры демонстрируют принципиально новые свойства, которые дают возможность их широкого использования в современных отраслях высоких технологий - электронике, оптоэлектронике, наномеханике и т.д.

В работе [38] рассмотрены физические и химические методы формирования наноматериалов. К физическим относят механическое измельчение, распыление, конденсацию из паровой фазы в вакууме или при пониженном давлении инертного газа и др. К химическим методам относят электрическое диспергирование с образованием коллоидов при электрическом разряде в жидкости, метод восстановления, разложения и пр. Используются комбинированные методы, при которых физическое испарение сопровождается химическими реакциями между материалом и окружающим газом на стадии расширения и

конденсации.

Наиболее известны следующие способы получения нанокристаллических порошков.

Плазмохимический метод. Процесс описан в [169] как «синтез преимущественно порошков из разных соединений металлов и неметаллов в результате химических реакций элементов в возбужденном состоянии в низкотемпературной плазме». Этот метод позволяет получать порошки металлов и сплавов, состоящих из частиц размерами от 10 до 1000 нм.

Диспергирование в жидкой фазе. Принцип данного метода представлен в [129] как процесс распыления, при котором струя жидкости разбивается на малые капли при ее направлении на быстро вращающийся диск или пропускании через малые отверстия под давлением.

Метод взрывающихся проволочек. Суть метода заключается в следующем [48,26]. Через тонкий проводник пропускается ток большой плотности, при этом причинами диспергирования являются сила Кулона и тепловая энергия, приводящие к частичному испарению проводника. Данный метод позволяет получать порошки с повышенным энергосодержанием и высокой дефектностью за счет высоких скоростей охлаждения, что ведет к их повышенной активности в различных процессах. Таким способом получают алюминий с размерами частиц от 20 до 50 нм [48].

Термическое разложение. В [142] представлен метод термического разложения. При определенной температуре химические соединения распадаются с образованием синтезируемого вещества и выделением газовой фазы. Таким методом возможно получение частиц из сложных элементо- и металлооргани-ческих соединений, гидроксидов, нитратов, амидов и имидов металлов и др.

Механо-химический метод. В процессе измельчения механическим способом затруднено получение частиц нанометровых размеров. Поэтому данный способ обычно используется в качестве промежуточного процесса. Далее возможно использование механохимического синтеза [123]. С помощью данного метода возможно получение нанокристаллических порошков с размерами час-

тиц от 30 до 70нм, которыми обычно являются сложные оксиды и оксиды рассеянных элементов. Химическими элементами, применяемыми для измельчения, служат германий, кремний, рубидий, гафний, галлий и др.

Наиболее распространенные физические методы напыления наночастиц на поверхность различных материалов приведены в [81,105,92,58].

Вакуумное напыление. В [58] описан процесс напыления, основанный на создании направленного потока частиц (атомов, молекул, кластеров) наносимого материала на поверхность изделия с их последующим конденсированием. Процесс включает несколько стадий. Первая стадия - это переход напыляемого вещества или материала из конденсированной фазы в газовую; вторая - это перенос молекул газовой фазы к поверхности изделия; третья - это конденсация молекул в газовой фазе на поверхность изделия, образование и рост зародышей, и далее формирование пленки наносимого материала.

Импульсное лазерное напыление. В [105] представлен метод получения пленок и покрытий путём конденсации на поверхности подложки продуктов взаимодействия в вакууме импульсного лазерного излучения с материалом мишени, пи этом минимальная толщина пленок на поверхности образца составляет 3-5 нм.

Магнетронное распыление. По данной технологии [58] процесс нанесения тонких плёнок на подложку осуществляется с помощью катодного распыления мишени в плазме магнетронного разряда. Толщина наносимого покрытия может составлять до 2 мкм.

Описанные в [103] методы, позволяют осаждать наночастицы в процессе химических реакций в жидкостях (электрохимические методы). Они основаны на фазовых превращениях (переохлаждение жидкости, пересыщение пара, перегрев твердых солей органических кислот, превышение предела растворимости и т.п.). Эти методы достаточно хорошо описаны и отработаны, что позволяет получать нанопорошки с требуемыми размерами частиц.

В [53] представлена история открытия нанотрубок, хотя время и обстоятельства их открытия точно не установлены. В частности, в 1952 году Лукьяно-

вич и Радушкевич под электронным микроскопом наблюдали образование волокон, получаемых в результате термического разложения окиси углерода на железном катализаторе. В 1976 году исследовательской группой, в которую входили М. Эндо, А. Оберлин и Т. Койяма, были описаны тонкие углеродные волокна с диаметром менее 100Á, полученные путем конденсации из паров углеродсодер-жащей смеси. Согласно [53,150] электрические свойства нанотрубок могут изменяться на 5 порядков от свойств металлических материалов до полупроводниковых без введения дополнительной примеси, и поэтому они представляют собой уникальный компонент для создания композиционных материалов.

В [126] приведены основные способы получения углеродных нановоло-кон: электродуговой, лазерный, электролизный и каталитический. Широкое применение в промышленности получил каталитический CVD (chemical vapor deposition - метод осаждения из газовой фазы) метод, который позволяет применять сравнительно простое оборудование, организовать непрерывный режим синтеза и получать углеродные нановолокна с высоким выходом.

В [118] описаны различные способы получения нанотрубок. Углеродные нанотрубки образуются в результате дугового синтеза, лазерного синтеза, различных способов испарения графита, пиролиза углеводородов и разложения СО, возможен способ выращивания нанотрубок разложением карбидов металлов и др. Первый из известных способ создания нанотрубок - это электродуговой разряд с применением графитовых стержней. Два графитовых стержня располагали на расстоянии в 1мм и пропускали через них ток (порядка 100 А, при напряжении 15-30В). Часть графита превращалась в сажу и оседала. На одном из стержней осаждался серый твердый налет, содержащий наноструктуры и нанотрубки. Весь процесс создания нанотубок происходил в инертном газе (гелий или аргон). В зависимости от давления газа, при котором происходил синтез нанотрубок, получался различный процент выхода готовых нитей. При давлении газа в 67кПа формируется максимальное количество нанотрубок -около 75% от массы графитовых стержней. Добавление катализатора в графитовые стержни (1-2% от массы) влияет на свойства нанотрубок, которые синте-

зируются дуговым способом. Так применение переходных металлов в процессе синтеза влияет на количество выхода нитей, их форму, диаметр, а также местонахождение готового вещества на стержне.

В [127] представлен широко распространенный способ получения углеродных волокон при высокотемпературном разложении метана. Метан в смеси с водородом разлагается при одновременной подаче в реактор суспензии дисперсных частиц железа (с размерами ~ 12 нм, при температуре выше 1000°С). За несколько секунд формируются длинные углеродные нити.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Липанов, Святослав Иванович, 2017 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. B.W.Mao, J.H.Ye, X.D.Zhuo, J.Q.Mu, Z.D.Fen, Z.W.Tian. // Ultramicroscopy, 1992, V.464.- P.42-44.

2. Bard, A.J. Chemical imaging of surfaces with the scanning electrochemical microscope / A.J.Bard, F.R.F.Fan, D.T.Pierce, P.R.Unwin, D.O.Wipf, F.Zhou // Science, 1991, V.254, №.5028.- P.68-74.

3. Binnig G. and Rohrer H. Scanning Tunneling Microscope. US Patent N. 4343993, publ. 10.08.82.

4. C.E.Bach, R.J.Nichols, H.Meyer, J.O.Besenhard. // Surf. Coat. Technol., 1994, V.67.- P.139.

5. C.E.Bach, R.J.Nichols, W.Beckmann, H.Meyer, A.Schulte, J.O.Besenhard, P.D.Jannakoudakis. // J. Electrochem. Soc., 1993, V.140.- P.1281.

6. C.-H.Kiang, W.A. Goddard III, R. Beyers, J.R.Salem, D.S.Bethune. J. Phys. Chem., 1994, V.98, №6612.

7. H.Liu, F.-R.Fan, C.W.Lin, A.J.Bard. // J. Am. Chem. Soc., 1986, V.108, №3838.

8. J.Wiechers, Т.Twomey, D.M.Kolb, R.J.Behm. // J.Electroanal. Chem. 1988, V.248, pp.225-230.

9. Kelsey G.S.J. Electrochem. Soc., 1977, V.124, №814.

10. L.A.Nagahara, T.Thundat, S.M.Lindsay. // Rev. Sci. Instrum., 1989, V.60, №3128.

11. L.Libioulle, Y.Houbion, J.-M.Gilles. // Rev. Sci. Instrum., 1995, V.66, P.97.

12. Leitner et al., Applied Spectroscopy, 2003, Vol.57, N12.- P.1502.

13. Libioulle L., Houbion Y., Gilles J.M.//Rev. Sci. Instrum, 1995, V.66, I.1.-

P.97.

14. Lienhart R. An Extended Set of Haar-like Features for Rapid Object Detection / Maydt J. // IEEE ICIP, 2002, V. 1.- P. 900-903.

15. Mohan A. Example-based object detection in images by components / Pa-pageorgiou C., Poggio T. // IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence, 2001, V.23, No.4.- P. 349 -361.

16. Morgenstern K. Fast scanning tunnelling microscopy as a tool to understand changes on metal surfaces: from nanostructures to single atoms // physica status solidi.

1005, V.242,1.4.- P.773-796.

17. P.J.Bryant, H.S.Kim, Y.C.Zheng, R.Yang. // Rev. Sci. Instrum., 1987, V.58.- P.1115.

18. Peng Sun, Zhiquan Zhang, Jidong Guo, Yuanhua Shao. Fabrication of nanometer-sized electrodes and tips for scanning electrochemical microscopy // Anal. Chem, 1001, v.73, №11.- P.5346-5351.

19. R.Wiesendsger, H.-J.Guntherodt. "Scanning Tunneling Microscopy II". // Springer Series in surface sciences. Berlin-Budapest, 1991, V.18.- pp. 1-49.

10. Saaty Thomas L. The Hierarchon: A Dictionary of Hierarchies. - Pittsburgh, Pennsylvania: RWS Publications, 1991.- 496c.

11. T.R.I.Cataldi, I.G.Blackham, G.A.D.Briggs, J.B.Pethica, H.A.O.Hill. // J. Electroanal. Chem., 1990, №1.-P. 190.

11. Takagi T., SugenoM. Fuzzy identification of systems and its application for modeling and control // IEEE Trans. SMC, 1985.- P116-131.

13. Tersoff, Simple bond order potentials, Phys.Rev.B, 1989, №39.- P.5566.

14. Tip coating system for scanning probe microscopy // US Patent 6017590 / Lindsay, Jing, Lyubchenko, Gall.

15. Viola P. Rapid Object Detection using a Boosted Cascade of Simple Features / Jones M.J. // IEEE CVPR, 1001.- P.1-15.

16. W. G. ОДасе, Exploding / Перевод Д. Г. Санникова. // Wires, Physics Today, 1964, №8.- 17p.

17. Wittstock, G. Scanning electrochemical microscopy for direct imaging of reaction rates/ G.Wittstock, M.Burchardt, S.E.Pust, Y.Shen and C.Zhao //Angewandte Chemie International Edition, 1007, V.46, №.10.- P.1584-1617.

18. Wu, Qi-Hui; Kang, Junyong. Applications of Fast Scanning Tunneling Microscopy: A Review. // Materials and Manufacturing Processes, 1007, V.11, №1, Р.11-17.

19. Young-Hwan Yoon et al. A nanometer potential probe for the measurement of electrochemical potential of solution// Electrochimica Acta 51 (1007) 4614-4611.

30. Zadeh L. A. Fuzzy sets // Information and Control, 1965, т.8, №3.- P.338-

353.

31. Автоматизированные системы распознавания образов / [Электронный ресурс]. - Режим доступа URL: http://lc.kubagro.ru/aidos/aidos04/L3.1.htm (дата

обращения: 10.05.16).

32. Акциперов О.А. и др. Электрохимический туннельный микроскоп// Электронная промышленность, 1993, №10.- С.38-40.

33. Анализ поверхности методами оже и рентгеновской спектроскопии /Под ред. Д.Бриггса и М.П.Сиха. М.: Мир, 1987.- 598с.

34. Андреев В.К., Гапоненко Ю.А., Гончарова О.Н., Пухначев В.В. Современные математические модели конвекции. М: Физматлит, 2008г.- 368с.

35. Андреев В.К., Капцов О.В., Пухначев В.В., Родионов А.А. Применение теоретико-групповых методов в гидродинамике. Новосибирск: Наука, 1994.-319с.

36. Аппарат нечетких нейронных или гибридных сетей / [Электронный ресурс]. - Режим доступа иКЬ: http://www.studmed.ru/docs/ document1792?view=12 (Дата обращения: 16.02.2016).

37. Архаров В.И. Мезоскопические явления в твердых телах и их мезо-структура // Проблемы современной физики, Л.: Наука, 1980.- С.357-382.

38. Бабушкин, А. Ю. Высокоэнергетические методы получения ультрадисперсных и наноматериалов. Версия 1.0 / [Электронный ресурс]. - Режим доступа иКЬ: http://files.lib.sfu-kras.ru/ebibl/umkd/103/u_lectures.pdf (дата обращения 12.06.15).

39. Барабаш Ю.Л. Коллективные статистические решения при распознавании. // М.: Радио и связь, 1983.- 224 с.

40. Безмельницын В.Н., Елецкий А.В., Окунь М.В. Фуллерены в растворах // Успехи физических наук, 1998, т.168, №11.- С.1195-1220.

41. Белоцерковский О.М. Численное моделирование в механике сплошных сред.- М.:Физматлит, 1994.- 448с.

42. Битюрин Ю.А., Волгунов Д.Г., Гудков А.А., Каськов И.А., Кузеванов М.Г., Миронов В. Л., Петрухин А.А. Сканирующие туннельные микроскопы для исследования поверхности твёрдого тела / Препринт АН СССР №197. М., 1988.-24с.

43. Варгафтик М.Н. От полиядерных комплексов к коллоидным металлам // ЖВХО им. Д.И.Менделеева, 1987, т.32, №1.- С.36-43.

44. Васильев В.И. Распознающие системы: Справочник. // К.: Наукова думка, 1983.- 230 с.

45. Васильев С.И. Зондирующие эмиттеры для сканирующей туннельной микроскопии / Савинов С.В., Яминский И.В. // Электронная промышленность, 1991, №3.- С.42-45.

46. Викарчук А.А., Дорогов М.В., Довженко О.А. Структура и механизмы роста вискеров на поверхности икосаэдрических малых частиц меди в процессе их отжига // Вектор науки Тольяттинского государственного университета 2012, № 3.

47. Вольф Е.Л. Принципы электронной туннельной спектроскопии.- Киев: Наукова Думка, 1990.- 459с.

48. Воронин А. Мои опыты со взрывающимися проволочками / [Электронный ресурс]. - Режим доступа URL: https://acdc.foxylab.com/node/10 (дата обращения 08.10.15).

49. Вудраф Д., Делчар Т. Современные методы исследования поверхности.- М.: Мир, 1989.- 568с.

50. Гаврилов С.А. Электрохимические процессы в технологии микро- и наноэлектронике: Учеб. пособие / С. А. Гаврилов, А.Н. Белов. - М.: Высшее образование, 2009.- 257с.

51. Гербер Ч., Бинниг Г., Фукс Х., Марти О., Рорер Г. Растровый туннельный микроскоп для использования в растровом электронном микроскопе // ПНИ, 1986, №2.- С.85-88.

52. Горелик А.Л., Скрипкин В.А. Методы распознавания. // Изд.2. - М.: Высшая школа, 1984.- 219 с..

53. Грибачев В. Технология получения и сферы применения углеродных нанотрубок // Компоненты и технологии 2008, №12.

54. Губанов В.А., Курмаев Э.З., Ивановский А.Л. Квантовая химия твёрдого тела.- М.: Наука, 1984.- 304с.

55. Губин С.П. Химия кластеров - достижения и перспективы // ЖВХО им. Д.И.Менделеева, 1987, т.32, №1.- С.3-11.

56. Гуляев П.В., Гафаров М.Р., Шелковников Е.Ю., Тюриков А.В., Осипов Н.И. Метод упреждающего управления сканером в сканирующем туннельном микроскопе // Ползуновкий вестник, 2010, №2.- С.144-118.

57. Гуляев П.В., Шелковников Ю.К., Ермолин К.С., Кириллов А.И., Липа-нов С.И. Исследование наноструктур на графите с применением сканирующего

туннельного микроскопа / Химическая физика и мезоскопия, 2016, т.18, №3.- С. 480-486.

58. Гусейнов М.К., Курбанов М.К., Билалов Б.А., Сафаралиев Г.К. Магне-тронное осаждение тонких пленок твердого раствора (81С)1 -х (ЛШ)х // Физика и техника полупроводников, 2010, т.44, вып. 6.

59. Давыдов А.Д., Волгин В.М., Любимов В.В. Электрохимическая размерная обработка металлов: процесс формообразования // Электрохимия, 2004, т.40, №12.- С.1438-1480.

60. Данилов А.И. Сканирующая туннельная и атомно-силовая микроскопия в электрохимии поверхности // Успехи химии, 1995, №64(8).- С.818-833.

61. Дрейк Б., Зоннерфильд Р., Шнайр Д., Хансма П. Туннельный микроскоп для работы на воздухе и в жидкостях // ПНИ, 1986, №3.- С.134-139.

62. Дуда Р., Харт П. Распознавание образов и анализ сцен: Пер.с англ. // М.: Мир, 1978.- 510 с.

63. Дюк В.А. Компьютерная психодиагностика. // СПб: Братство, 1994. -

365 с.

64. Евдокимов А.А., Евдокимов М.В., Евтихиев Н.Н., Платонов Н.С, Са-рычев В.Н. Цифровая обратная связь в сканирующем туннельном микроскопе .Электронная промышленность, 1991, №3.- С.52-53.

65. Елецкий А.В. Углеродные нанотрубки // Успехи физических наук 1997, т.167, №9.- С.945-972.

66. Жуйков Б.Л., Шелковников Е.Ю, Тюриков А.В., Кизнерцев С.Р., Осипов Н.И. Исследование макроскопической формы зондов СТМ при их изготовлении методом механического среза // Химическая физика и мезоскопия, 2015, т.17, №1.- С.138-142.

67. Заде Л. Понятие лингвистической переменной и ее применение к принятию приближенных решений.- М. Мир, 1976.

68. Зенгуил Э. Физика поверхности.- М.: Мир, 1990.- 536с.

69. Зигбан К. и др. Электронная спектроскопия.- М.: Мир, 1971.-493с.

70. Канунникова О.М., Гильмутдинов Ф.З., Кожевников В.И., Трапезников В. А. Методы фотоэлектронных исследований неорганических материалов.-Ижевск, изд-во Удм. ун-та, 1992.- 250с.

71. Карлсон Т. Фотоэлектронная и оже-спектроскопия.- Ленинград: Ма-

шиностроение, 1981.- 427с.

72. Касаткин Э.В., Небурчилова Е.Б., Резник М.Ф. и др. Электрохимическая концепция сканирующей туннельной микроскопии и сканирующей туннельной спектроскопии // Ж. РХО им. Д.И. Менделеева, 2008, т.52, №5.- С.8-15.

73. Кизнерцев С.Р. Разработка и исследование технологического и аппаратурного обеспечения сканирующего туннельного микроскопа для изучения кластерных материалов: автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. техн. наук: 05.11.14, 05.11.13 / С.Р. Кизнерцев. - Ижевск.

74. Кизнерцев С.Р., Шелковников Е.Ю., Гуляев П.В., Тюриков А.В. Установка для изготовления атомарно острых игл сканирующего туннельного микроскопа // Материалы седьмой международной НТК «Измерения, контроль, информатизация».- Барнаул: АлтГТУ, 2007.- С.57-60.

75. Кодолов В.И., Липанов А.М. Кластерные системы и технологии быстрого моделирования и прототипирования / С.3-15.

76. Кривцов А.М. Деформирование и разрушение твердых тел с микроструктурой. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2007.- 304 с.

77. Круглов В.В., Дли М.И., Голубов Р.Ю. Нечеткая логика и искусственные нейронные сети. - М.: Издательство Физико-математической литературы, 2001.- 224 с.

78. Кузин Л.Т. Основы кибернетики: Основы кибернетических моделей. // Т.2. - М.: Энергия, 1979.- 584 с.

79. Кук И., Силверман П. Растровая туннельная микроскопия // ПНИ, 1989, №2.- С.3-22.

80. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Гидродинамика. М.: Наука, 1986.- 736с.

81. Лекции по дисциплине ТКМ. Вакуумное напыление / [Электронный ресурс]. - Режим доступа ЦКЪ: http://e-learning.bmstu.ru/portal_mt13/ Multime-dia_course/Course1/Lection/added2_z.html (дата обращения 10.10.15).

82. Леоненков А. В. Нечеткое моделирование в среде МАТСАВ и fUzzyTECH. СПб.: БХВ - Перербург, 2005.- 736с.

83. Липанов А.М, Тюриков А.В., Шелковников Е.Ю., Гудцов Д.В., Гуляев П.В. Численные исследования микротопологии острия зондирующей иглы СТМ при его формировании электрохимическим методом // Ползуновский Альманах. -Барнаул: АлтГТУ, 2006, №4.- С.45-46.

84. Липанов А.М., Тюриков А.В., Суворов А.С., Шелковников Е.Ю., Гуляев П.В., Кизнерцев С.Р., Жуйков Б.Л. Метод исследования химического травления заготовок измерительных игл туннельного микроскопа // Химическая физика и мезоскопия, 2007, т.9, №2.- С.172-182.

85. Липанов А.М., Тюриков А.В., Шелковников Е.Ю., Гудцов Е.В. Исследование разрыва шейки заготовки зондирующей иглы СТМ при ее изготовлениии методом химического травления // Химическая физики и мезоскопия, 2005, т.7, №2.- С.162-168.

86. Липанов А.М., Тюриков А.В., Шелковников Е.Ю., Гуляев П.В., Осипов Н.И. Моделирование влияния остроты зондирующего эмиттера на дифузион-ную составляющую тока фарадея при электрохимических СТМ-исследованиях // Химическая физика и мезоскопия, 2012, т.14, №2.- С.292-295.

87. Липанов А.М., Шелковников Е.Ю., Тюриков А.В., Кизнерцев С.Р., Гудцов Д.В., Горохов М.М. Моделирование процесса химического травления зондирующих игл сканирующего туннельного микроскопа // Вестник ИжГТУ, 2006, №2.- С.3-8.

88. Липанов С.И. Применение электрохимического туннельного микроскопа для изучения наночастиц // Материалы международной НТК «Измерения, контроль, информатизация».- Барнаул: АлтГТУ, 2014.- С.144-148.

89. Липанов С.И. Применение аппарата нечеткой логики для распознавания СТМ-изображений // Материалы международной НТК «Измерения, контроль, информатизация».- Барнаул: АлтГТУ, 2016.- С. 223-226.

90. Липанов С.И., Жуйков Б.Л., Кириллов А.И., Ермолин К.С. К вопросу разработки и применения гибридных микроскопов // Труды института механики УрО РАН «Проблемы механики и материаловедения», 2015.- С.141-153.

91. Липанов С.И., Шелковников Е.Ю., Тюриков А.В., Гуляев П.В., Осипов Н.И. Классификация зашумленных СТМ-изображений с использованием аппарата нечеткой логики // Ползуновский вестник, 2016, № 2.- С. 126-129.

92. Лянгузов Н.В., Кайдашев В.Е., Широков В.Б., Кайдашев Е.М. Магне-тронное и импульсное лазерное напыление наночастиц и несплошных пленок АО и Ли и исследование их оптических свойств // Журнал технической физики Изд-во: Академический научно-издательский, производственно-полиграфический и книгораспространительский центр Российской академии наук "Издательство

"Наука" (Москва), 2012, т.82, №10.- С.90-95.

93. Методы анализа поверхностей / Под ред. А.Задерны.- М.: Мир, 1979.-

580с.

94. Миллер М. Зондовый анализ в автоионной микроскопии: Пер. с англ. / Под ред. А. Л. Суворова / Смит. Г. // М.: Мир, 1993.- С. 52-75.

95. Миронов, В. Л. Основы сканирующей зондовой микроскопии/ В. Л. Миронов. - Н.-Новгород: ИФМ РАН, 2004.-110с.

96. Морохов И.Д. Физические явления в ультрадисперсных средах // Энергоатомиздат, М.: 1984.- 224 с.

97. Моррисон С. Химическая физика поверхности твердого тела.- М.: Мир, 1980.- 448с.

98. Нагахара Л., Тундат Т., Линдзи С. Изготовление игл для электрохимических исследований при помощи растрового туннельного микроскопа // ПНИ, 1989, №10.- С.21-23.

99. Нагорнов Ю.С. Ясников И.С. Тюрьков М.Н. Способы исследования поверхности методами атомно-силовой и электронной микроскопии // Тольятти, -ТГУ, 2012.- 58 с.

100. Неволин В.К. Зондовые нанотехнологии в электронике.-М.: Техносфера, 2005.- 152с.

101. Ненахов А.Н., Бернштейн Л.С., Коровин С.Я. Ситуационные системы с нечеткой логикой. - М.:Наука, 1990.- 272с.

102. Нефедов В.И., Черепин В.Т. Физические методы исследования поверхности твёрдых тел.- М.: Наука, 1983.- 296с.

103. Николаева Н.С., Иванов В.В., Шубин А.А. Синтез высокодисперсных форм оксида цинка: химическое осаждение и термолиз // Journal of Siberian Federal University. Chemistry, 2010, т.3, №2.- С.153-173.

104. Новиков Ю.Н., Вольпин Е.В. Кластеры металлов в матрице графита и их каталитические свойства // ЖВХО им. Д.И.Менделеева, 1987, т.32, №1.- С.69-75.

105. Новодворский О. А. Развитие метода лазерно-плазменного напыления в ИПЛИТ РАН и перспективы его применения в нанотехнологиях / [Электронный ресурс]. - Режим доступа URL: http://www.laser.ru/30/ laser_plasma_spraying.pdf (дата обращения 12.10.15).

106. Ньюмен Дж. Электрохимические системы.- М.: Мир, 1977.- 464 с.

107. Няпшаев И. А., Анкудинов А.В., Возняковский А.П. Атомно-силовая микроскопия супрамолекулярной организации и прочностных свойств ультратонких пленок полисилоксановых блок-сополимеров // Физика твердого тела. -2011. - Т.53. - В.9. - С.1783-1790.

108. Осовский С. Нейронные сети для обработки информации.-М.: Финансы и статистика, 2002. - 344с.

109. Патанкар С. Численные методы решения задач теплообмена и динамики жидкости. М.: Энергоиздат, 1984.- 151с.

110. Перегудов Ф.И., Тарасенко Ф.П. Введение в системный анализ. // М.: Высшая школа, 1989. - 367 с.

111. Пискорский В.П., Липанов A.M., Балусов В. А. Магнитные свойства ультрадисперсных (кластерных) частиц // ЖВХО им. Д.И.Менделеева, 1987, т.32, №1.- С.47-51.

112. Полежаев В.И. и др. Математическое моделирование конвективного тепломассообмена на основе уравнений Навье-Стокса.-М.: Наука, 1987.- 272с.

113. Померанцев А. Классификация / Российское хемометрическое общество [Электронный ресурс]. - Режим доступа URL: http://rcs.chemometrics.ru/ Tutorials/classification.htm#Ch4 (дата обращения: 13.05.16)

114. Поспелов Д.А. Ситуационное управление: теория и практика. // М. Наука, 1986. - 288 с.

115. Практическая растровая электронная микроскопия / Под ред. Дж.Гоулдстейна и Х.Яковица, М.: Мир, 1978.- 656с.

116. Принятие решений в условиях неопределенности. Байесовский подход // [Электронный ресурс]. - Режим доступа URL: http://www.levvu.narod.ru/Papers/Bayes.pdf (дата обращения: 05.05.16).

117. Профессиональный информационно-аналитический ресурс, посвященный машинному обучению, распознаванию образов и интеллектуальному анализу данных. / [Электронный ресурс]. - Режим доступа URL: http://www.machinelearning.ru/wiki/index.php?title=Обучение_с_учителем (дата обращения: 20.06.15).

118. Раков Э.Г. Методы получения нанотрубок // Успехи химии, 2000, т.69, №1.- С.41-59.

119. Рац Ю.В. Электронно-зондовые методы исследования локальной атомной структуры поверхности и приповерхностных слоёв твёрдых тел (EXAFS-подобные явления) // Кластерные системы и материалы. Новые высокие технологии быстрого моделирования и прототипирования.- Ижевск, 1997.- С.32-65.

120. Саати Т.Л. Принятие решений при зависимостях и обратных связях: Аналитические сети.- М.: Издательство ЛКИ, 2008.- 360с.

121. Сегерлинд Л. Применение метода конечных элементов.-М.: Мир, 1979.- 392с.

122. Сергеев А.Г. Введение в нанометрологию // Изд-во Владим. гос. ун-та, 2010.- 296с.

123. Симионеску К., Опреа К.В. Механохимический синтез // Успехи химии, 1988, т.57, вып.3. - С.502.

124. Синицына О.В., Яминский И.В. Зондовая микроскопия поверхности графита с атомным разрешением // Успехи химии, 2006, т.75, №1.- С.27-35.

125. Спектроскопия и дифракция электронов при исследовании поверхности твёрдых тел / В.Ф.Кулешов, Ю.А.Кухаренко, С.А.Фридрихов и др.- М.: Наука, 1985.- 290с.

126. Способ получения одностенных углеродных нанотрубок // Патент России № RU 2465198 / Заглядова С.В., Дон А.К., Рябенко А.Г., Маслов И.А.

127. Способ получения углеродных нанотрубок // Патент России № RU 2431600З / Новоторцев В.М., Шишагин В.В., Зорина Е.Н., и др.

128. Способы изготовления игл для сканирующей туннельной микроскопии // Патент на изобретение № 2389033 опубл. 10.05.2010. бюл. №13 / Касаткин Э.В., Маркина М.В., Трофимова Е.В., Стрючкова Ю.М..

129. Справочник химия 21. Химия и химическая технология / [Электронный ресурс]. - Режим доступа URL: http://chem21.info/info/1004957/ (дата обращения 12.06.15).

130. Стрючкова Ю.М. Наносвойства поверхностей сплавов железо-хром-никель и их основных компонентов по in-situ измерениям на электрохимическом сканирующем туннельном микроскопе // Автореферат дисс. на соис. уч. ст. к.х.н. - Москва - 2009.

131. Суворов А.С., Тюриков А.В., Шелковников Е.Ю., Гуляев П.В., Гафаров М. Р. Локализация и идентификация СТМ-изображений ультрадис-

персных частиц с применением аппарата нейронных сетей // Химическая физика и мезоскопия, 2009.-Т.11.- № 4.- С. 467-475.

132. Темников Ф.Е., Афонин В.А., Дмитриев В.И. Теоретические основы информационной техники. // М.: Энергия, 1979.- 511 с.

133. Трапезников В.А., Шабанова И.Н. Рентгеноэлектронная спектроскопия сверхтонких поверхностных слоёв конденсированных систем.- М.: Наука, 1988.-200с.

134. Ту Дж., Гонсалес Р. Принципы распознавания образов: Пер. с англ. // М.: Мир, 1978.- 410 с.

135. Тюриков А.В. и др. Исследование влияния макроскопической формы перетравливаемой шейки заготовки СТМ-зонда на его нанотопологию // Химическая физика и мезоскопия, 2015, т.17, №3.- C.482-487.

136. Тюриков А.В. Исследование процесса травления СТМ-зондав с использованием гидродинамических методов / Шелковников Е.Ю., Суворов А.С., Кизнерцев С.Р. // Материалы докладов НТК «Приборостроение в XXI веке. Интеграция науки, образование и производства»: Ижевск, 2006.

137. Тюриков А.В. Проблема электромассопереноса в задаче моделирования зондирующих острий электрохимического сканирующего туннельного микроскопа // Ползуновский Альманах, 2012, №2.- С.55-57.

138. Тюриков А.В., Шелковников Е.Ю., Гуляев П.В., Жуйков Б. Л., Липанов С.И. Моделирование электрохимической стадии процесса формирования острий СТМ-зондов // Химическая физика и мезоскопия, 2016, т.18, №2.- С.323-330.

139. Тюриков А.В., Шелковников Е.Ю., Жуйков Б. Л. Модель поверхности острия игл СТМ при их изготовлении электрохимическим методом // Материалы докладов НТК «Приборостроение в XXI веке. Интеграция науки, образование и производства»: Ижевск, 2007.- С.14-16.

140. Тюриков А.В., Шелковников Е.Ю., Жуйков Б.Л., Липанов С.А. Трехмерная концентрационная модель химического травления зондов СТМ // Материалы международной НТК «Измерения, контроль, информатизация».- Барнаул: АлтГТУ, 2013.- С.34-36.

141. Уласович К. Машинное обучение улучшит работу виртуальной руки / [Электронный ресурс]. - Режим доступа URL: https://nplus1.ru/news/ 2016/06/23/deep-learning-for-vr (дата обращения 23.06.16)

142. Ультрадисперсные наноразмерные порошки: создание, строение, производство и применение // под ред. акад. В.М. Бузника. - Томск: Изд-во HTJ1, 2009.- 192 с.

143. Устройство для изготовления зондирующих эмиттеров сканирующего туннельного микроскопа // Патент РФ на полезную модель 42695 опубл. 10.12.2004. бюл. №34 / Липанов А.М., Шелковников Е.Ю., Гуляев П.В., Кизнер-цев С.Р., Тюриков А.В..

144. Устройство для нанесения покрытия на зондирующую иглу // Патент РФ №2439209 / Гуляев П.В., Тюриков А.В., Шелковников Е.Ю. и др.

145. Учебник по нейронным сетям / Сайт-учебник [Электронный ресурс]. -Режим доступа URL: http://neuralnet.info/ (Дата обращения: 10.02.2016).

146. Фёдоров Б.В., Тананаев И.В. Энергонасыщенные системы и кластеры // ЖВХО им. Д.И.Менделеева, 1987, т.32, №1.- С.43-47.

147. Фёдоров В.Е., Губин С.П. Кластерные материалы // ЖВХО им. Д.И.Менделеева, 1987, т.32, №1.- С.31-36.

148. Фиринг Дж., Эллис Ф. Изготовление игл для растровых туннельных микроскопов методом травления // Приборы для научных исследований, 1990, №12.- С. 159-161.

149. Фу К. Структурные методы в распознавании образов: Пер.с англ. // М.: Мир, 1977.- 320 с.

150. Хмыль А. А., Кушнер Л.К., Емельянов В. А. Композиционные электрохимические покрытия на основе ультрадисперсных агрегатов углерода // Фулле-рены и фуллереноподобные структуры в конденсированных средах: Сб. материалов III Междунар. симпоз., Минск, 22 -25 июня 2004 г. -Мн: ИТМО НАН Беларуси, 2004.- С.9-10.

151. Черепин В.Т., Васильев М.А. Методы и приборы для анализа поверхности материалов / Справочник, Киев: Наук. думка, 1982.- 400с.

152. Шелковников Е.Ю, Тюриков А.В., Жуйков Б.Л., Липанов С.И. Исследование влияния процесса теплопереноса на геометрическую форму острий СТМ-зондов в процессе их травления // Химическая физика и мезоскопия, 2014, т.16, №4.- С.632-636.

153. Шелковников Е.Ю. Измерение параметров микрорельефа поверхности кластерных материалов с помощью туннельного микроскопа // Информационно-

измерительные системы на базе наукоёмких технологий. Ижевск.- С.40-48.

154. Шелковников Е.Ю. Теория и практика измерений геометрических параметров ультрадисперсных частиц кластерных материалов сканирующим туннельным микроскопом. Ижевск: ИПМ УрО РАН, 2008.- 250с.

155. Шелковников Е.Ю., Гудцов Д.В. Специализированный сканирующий туннельный микроскоп для изучения кластерных материалов на базе сигнального процессора // Проблемы термогазодинамики и прочности механических систем. -Ижевск: Изд-во ИМП УрО РАН, 2005.- С.187-199.

156. Шелковников Е.Ю., Гуляев П.В., Гафаров М.Р., Кизнерцев С.Р., Осипов Н.И., Тюриков А.В. Технология изоляции измерительных игл электрохимического туннельного микроскопа // Химическая физика и мезоскопия, 2011, т.13, № 4.- С.615- 618.

157. Шелковников Е.Ю., Кизнерцев С.Р. Цифровой многоцелевой сканирующий туннельный микроскоп // Материалы докладов НТК «Приборостроение в XXI веке. Интеграция науки, образование и производства»: Ижевск, 2006.-С.140-144.

158. Шелковников Е.Ю., Кизнерцев С.Р., Липанов С.И., Кириллов А.И. Технологическое обеспечение сканирующего туннельного микроскопа для контроля геометрических параметров наночастиц // Материалы науч. конф. «Байкальские чтения». - Томск: ТГУ, 2012.

159. Шелковников Е.Ю., Липанов С.И. Особенности контроля дисперсности наночастиц сканирующим туннельным микроскопом // Труды Института механики УрО РАН «Проблемы механики и материаловедения», 2014.- С.223-230.

160. Шелковников Е.Ю., Тюриков А.В., Гуляев П.В, Жуйков Б.Л., Липанов С.И. Исследование трехмерной диффузионно-конвективной модели химического травления зондирующих острий СТМ // Химическая физика и мезоскопия, 2013, т.15, №2.- С.304-309.

161. Шелковников Е.Ю., Тюриков А.В., Гуляев П.В., Жуйков Б.Л., Липанов С.И. Схема численного исследования влияния тепловой гравитационной конвекции на процесс травления зондов СТМ // Химическая физика и мезоскопия, 2013, т.15, №4.- С.645-649.

162. Шелковников Е.Ю., Тюриков А.В., Гуляев П.В., Жуйков Б.Л., Липанов С.И. Анализ проекционного подхода при решении уравнений Навье-Стокса в за-

даче моделирования процесса изготовления СТМ-зондов // Химическая физика и мезокопия, 2014, т.16, №1.- С.156-162.

163. Шелковников Е.Ю., Тюриков А.В., Гуляев П.В., Кизнерцев С.Р., Ли-панов С.И. Помехозащищенный туннельный микроскоп для идентификации изображений наноструктуры поверхности // Ползуновский вестник, 2012, №3.- С. 186-190.

164. Шелковников Е.Ю., Тюриков А.В., Гуляев П.В., Суворов А. С., Гафа-ров М.Р., Липанов С.И. Гибридный туннельный микроскоп с интегрированным бипотенциостатом для изучения наночастиц // Химическая физика и мезоскопия, 2011, т.13, №3.- С. 448-451.

165. Шелковников Е. Ю. Моделирование СТМ-изображений поверхности ультрадисперсных частиц кластерных материалов // Химическая физика и ме-зоскопия, 2008.-Т.10.-№ 1.- С. 106-111.

166. Шелковников Ю.К., Гафаров М.Р., Гуляев П.В., Тюриков А.В., Киз-нерцев С.Р. Построение изображений поверхности при многокадровом режиме сканирующего туннельного микроскопа // Химическая физика и мезоскопия, 2008, т.10, №4.- С.514-520.

167. Шелковников Ю.К., Гуляев П.В., Осипов Н.И., Липанов С.И. Программно-аппаратное обеспечение сканирующего туннельного микроскопа для контроля геометрических параметров наночастиц // Материалы науч. конф. «Байкальские чтения: наноструктурированные системы и актуальные проблемы механики сплошной среды (теория и эксперимент)». - Ижевск: ИПМ УрО РАН, 2010. - С.31-33.

168. Эдельман В.С. Сканирующая туннельная микроскопия // ПТЭ, 1989, №5.- С.25-49.

169. Энциклопедический словарь по металлургии. — М.: Интермет Инжиниринг. Главный редактор Н.П. Лякишев, 2000.

170. Янг Р.Д., Уорд Дж., Скайер Ф. Прибор для исследования микротопографии поверхности // ПНИ, 1972, №7.- С.36-49.