Effect of heat treatment and tension on the surface morphology of thin Pt foils

Abstract

We investigated the formation of nanostructures on the surface of rolled thin platinum foils at the heating and "tension-compression" cycles in ultrahigh vacuum. The surface was characterized by LEED, AES, AFM, optical microscopy and micro Raman spectroscopy (MRS). Quantitative characterization of the surface relief was made by fractal analysis. About 95 % of the Pt foil surface was made by close packed Pt (111) face with unidirectional rippled multi-scale relief. Under the applied tension, changes in the LEED and AFM patterns were observed and it was found that, preceding the formation of the main crack, the surface becomes difractionally disordered with relief fractality turning to an isotropic one. Moreover, at the foil surface, near the clips of the sample holder (about 5 % of the surface area), the surface groups of micro crystals with sizes about 10 µm were observed which were identified by MRS as microdiamonds and diamond-like carbon.

Изменения На Поверхности Гофрированной Платиновой Фольги Под Нагрузкой

“…AFM-изображения (рис. 3, a, d) демонстрируют сформированную гофрированную поверхность (регулярная система гофров с периодом порядка 30 nm), подобную той, которая наблюдалась ранее [7][8][9][10]. Значения ширин спектров сингулярностей высокие (рис.…”

“…Наконец, на предразрывных нагрузках (непосредственно перед разрушением образца) LEED картины показывают размытие дифракционных рефлексов, (рис. 2, c), измельчение блоков и переход поликристалла в еще более разориентированное состояние, вплоть до аморфного, что отмечалось ранее [10]. На AFM-изображениях, полученных в области прохождения магистральной трещины, фиксируется укрупнение рельефа поверхности (рис.…”

“…Образцы устанавливались в специально сконструированное устройство для одноосного растяжения образцов, имеющее контакты для подвода электрического тока, пропускание через образец которого обеспечивало его нагрев. Очистка и рекристаллизация осуществлялись путем чередования циклов прогрева образцов в атмосфере кислорода при парциальном давлении кислорода 10 −4 Pa при температуре 750−1100 K и отжига в сверхвысоком вакууме (UHV) при температуре 800−1900 K. Более подробно характеристики и последовательность циклов были описаны ранее [7][8][9][10] Counting" method (BC)) [16]. Расчеты параметров MFF производились с помощью алгоритма реализованного в [14,17].…”

“…На каждом масштабе гофры параллельны друг другу и имеют пропорциональные параметры (соотношение высоты гофра к периоду дифракционной решетки). При использовании таких платиновых поверхностей,в качестве дифракционной решетки, последняя мо-жет работать в широком диапазоне излучения: от инфракрасного до мягкого рентгена [7][8][9][10]. Выяснилось, что такие решетки устойчивы к высоким температурам (до 1500 K), предполагается, что они могут быть устойчивы к реакционным средам и к интенсивному излучению [8].…”

“…Располагая геометрическими параметрами рельефа поверхности (полученными, например, атомносиловой микроскопией (AFM) или сканирующей тун-нельной микроскопией (STM)), применяя эту концепцию, можно описать текущее состояние поверхности и материала в целом и тенденции ее поведения при внешних воздействиях [14,15]. В предыдущих работах было отмечено, что структуры, сформированные в виде мультимасштабных Pt-решеток, можно рассматривать, как фрактальный объект, т. е. объект, обладающий самоподобием [8,10]. Известно, что основная характеристика таких структур -фрактальная размерность (D f ).…”