Механизмы формирования фуллереноподобных структур из плазмы при электродуговом распылении графита

Предлагаются механизмы образования одностенных и многостенных углеродных нанотрубок в дуговом разряде. Отличительной особенностью механизма образования одностенных трубок на основе разряда с допированием электродов катализаторами является сценарий, по которому главную роль выполняют наночастицы уг...

Full description

Saved in:
Bibliographic Details
Published in:Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології
Date:2009
Main Authors: Панарин, В.Е., Свавильный, Н.Е., Фаустова, А.И.
Format: Article
Language:Russian
Published: Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України 2009
Online Access:https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/76417
Tags: Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
Journal Title:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Cite this:Механизмы формирования фуллереноподобных структур из плазмы при электродуговом распылении графита / В.Е. Панарин, Н.Е. Свавильный, А.И. Фаустова // Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології: Зб. наук. пр. — К.: РВВ ІМФ, 2009. — Т. 7, № 2. — С. 331-343. — Бібліогр.: 59 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
_version_ 1859719538730336256
author Панарин, В.Е.
Свавильный, Н.Е.
Фаустова, А.И.
author_facet Панарин, В.Е.
Свавильный, Н.Е.
Фаустова, А.И.
citation_txt Механизмы формирования фуллереноподобных структур из плазмы при электродуговом распылении графита / В.Е. Панарин, Н.Е. Свавильный, А.И. Фаустова // Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології: Зб. наук. пр. — К.: РВВ ІМФ, 2009. — Т. 7, № 2. — С. 331-343. — Бібліогр.: 59 назв. — рос.
collection DSpace DC
container_title Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології
description Предлагаются механизмы образования одностенных и многостенных углеродных нанотрубок в дуговом разряде. Отличительной особенностью механизма образования одностенных трубок на основе разряда с допированием электродов катализаторами является сценарий, по которому главную роль выполняют наночастицы углерода, покидающие анод. В плазме дугового разряда вылетевшие из анода наночастицы находятся в свободном полете, пока не попадут на катод. При этом они являются фактически изолированными телами, на которые осаждаются атомы, ионы и более сложные комплексы. В результате процессов конденсации атомов, комплексов, а также рекомбинации ионов на поверхности свободно летящих наночастиц последние становятся многокомпонентными (углерод—катализаторы) и нагреваются до высоких температур. При попадании в более холодные области плазмы во время своего дрейфа через плазму к коллектору (холодному или нагретому) они охлаждаются; при этом на гранях кристаллизующегося катализатора выделяется структурированный углерод в виде одностенной нанотрубки (или связок нанотрубок). Многостенные трубки, вероятнее всего, образуются в результате отжига непосредственно в депозите, где есть подходящая температура для модифицированных наночастиц углерода, прилетающих на катод из разрядного промежутка. Дуговой разряд в этом случае является лишь генератором наночастиц с начальной структурой, подходящей для такого отжига. Пропонуються механізми формування одностінних та багатостінних вуглецевих нанорурок у дуговому розряді. Відмінною особливістю механізму утворення одностінних рурок на основі розряду із допуванням електрод каталізаторами є сценарій, за яким визначальну роль виконують наночастинки вуглецю, що покидають аноду. У плазмі дугового розряду наночастинки, що вилетіли з аноди, знаходяться у вільному польоті, доки не попадуть на катоду. При цьому вони являються фактично ізольованими тілами, на яких осаджуються атоми, йони та більш складні комплекси. В результаті процесів конденсації атомів, комплексів, а також рекомбінації йонів на поверхні наночастинок, що вільно летять, останні стають багатокомпонентними (вуглець—каталізатори) і нагріваються до високих температур. При попаданні у більш холодні області плазми під час свого дрейфу до колектора (холодного або ж нагрітого) вони охолоджуються; при цьому на гранях каталізатора, який кристалізується, виділяється структурований вуглець у вигляді одностінної нанорурки (або зв’язок нанорурок). Багатостінні рурки, найбільш ймовірно, утворюються в результаті відпалу безпосередньо у катодному депозиті, де є відповідна температура для модифікованих наночастинок вуглецю, які прилітають на катоду із розрядного проміжку. Дуговий розряд у цьому випадку є лише ґенератором наночастинок з початковою структурою, яка необхідна для такого відпалу. The mechanisms of single-walled and multi-walled carbon-nanotubes formation in the arc discharge are offered. The distinctive feature of the mechanism of single-walled-tubes formation based on the discharge with doping of electrodes by catalysts is the scenario, at which a leading role carries out by carbon nanoparticles, which left anode. In plasma of an arc discharge, nanoparticles, which have taken off from the anode, are in the free flight until they will not get on the cathode. Thus, they are actually isolated bodies, on which atoms, ions and more complicated complexes are deposited. As a result of condensation processes of atoms, complexes, and of recombination of ions on a surface of freely flying particles, the lasts become multicomponent (carbon—catalysts) and heat up to high temperatures. At hit into colder areas of plasma even during the drift to a collector (cold or heated), it is cooled, and on sides of a crystallizing catalyst, the structured carbon in the form of singlewalled nanotubes (or bundles of nanotubes) is deposited. Most probably, multi-walled tubes are formed directly in the deposit where there is a suitable temperature for annealing of soot nanoparticles, which are arrived to the cathode from the discharge gap. In this case, the arc discharge is only the generator of nanoparticle soot with the initial structure, which is suitable for such an annealing.
first_indexed 2025-12-01T09:07:55Z
format Article
fulltext 331 PACS numbers:61.46.Fg, 61.46.Np,61.48.De,81.05.U-,81.05.ub,81.07.De, 81.16.Hc Механизмы формирования фуллереноподобных структур из плазмы при электродуговом распылении графита В. Е. Панарин, Н. Е. Свавильный, А. И. Фаустова Институт металлофизики им. Г. В. Курдюмова НАН Украины, бульв. Акад. Вернадского, 36, 03680, ГСП, Киев-142, Украина Предлагаются механизмы образования одностенных и многостенных угле- родных нанотрубок в дуговом разряде. Отличительной особенностью меха- низма образования одностенных трубок на основе разряда с допированием электродов катализаторами является сценарий, по которому главную роль выполняют наночастицы углерода, покидающие анод. В плазме дугового разряда вылетевшие из анода наночастицы находятся в свободном полете, пока не попадут на катод. При этом они являются фактически изолирован- ными телами, на которые осаждаются атомы, ионы и более сложные ком- плексы. В результате процессов конденсации атомов, комплексов, а также рекомбинации ионов на поверхности свободно летящих наночастиц по- следние становятся многокомпонентными (углерод—катализаторы) и на- греваются до высоких температур. При попадании в более холодные облас- ти плазмы во время своего дрейфа через плазму к коллектору (холодному или нагретому) они охлаждаются; при этом на гранях кристаллизующего- ся катализатора выделяется структурированный углерод в виде одностен- ной нанотрубки (или связок нанотрубок). Многостенные трубки, вероятнее всего, образуются в результате отжига непосредственно в депозите, где есть подходящая температура для модифицированных наночастиц углерода, прилетающих на катод из разрядного промежутка. Дуговой разряд в этом случае является лишь генератором наночастиц с начальной структурой, подходящей для такого отжига. Пропонуються механізми формування одностінних та багатостінних вуг- лецевих нанорурок у дуговому розряді. Відмінною особливістю механізму утворення одностінних рурок на основі розряду із допуванням електрод каталізаторами є сценарій, за яким визначальну роль виконують наночас- тинки вуглецю, що покидають аноду. У плазмі дугового розряду наночас- тинки, що вилетіли з аноди, знаходяться у вільному польоті, доки не попа- дуть на катоду. При цьому вони являються фактично ізольованими тілами, на яких осаджуються атоми, йони та більш складні комплекси. В результа- ті процесів конденсації атомів, комплексів, а також рекомбінації йонів на Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології Nanosystems, Nanomaterials, Nanotechnologies 2009, т. 7, № 2, сс. 331—343 © 2009 ІМФ (Інститут металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України) Надруковано в Україні. Фотокопіювання дозволено тільки відповідно до ліцензії 332 В. Е. ПАНАРИН, Н. Е. СВАВИЛЬНЫЙ, А. И. ФАУСТОВА поверхні наночастинок, що вільно летять, останні стають багатокомпонен- тними (вуглець—каталізатори) і нагріваються до високих температур. При попаданні у більш холодні області плазми під час свого дрейфу до колекто- ра (холодного або ж нагрітого) вони охолоджуються; при цьому на гранях каталізатора, який кристалізується, виділяється структурований вуглець у вигляді одностінної нанорурки (або зв’язок нанорурок). Багатостінні ру- рки, найбільш ймовірно, утворюються в результаті відпалу безпосередньо у катодному депозиті, де є відповідна температура для модифікованих нано- частинок вуглецю, які прилітають на катоду із розрядного проміжку. Ду- говий розряд у цьому випадку є лише ґенератором наночастинок з початко- вою структурою, яка необхідна для такого відпалу. The mechanisms of single-walled and multi-walled carbon-nanotubes forma- tion in the arc discharge are offered. The distinctive feature of the mecha- nism of single-walled-tubes formation based on the discharge with doping of electrodes by catalysts is the scenario, at which a leading role carries out by carbon nanoparticles, which left anode. In plasma of an arc discharge, nanoparticles, which have taken off from the anode, are in the free flight un- til they will not get on the cathode. Thus, they are actually isolated bodies, on which atoms, ions and more complicated complexes are deposited. As a result of condensation processes of atoms, complexes, and of recombination of ions on a surface of freely flying particles, the lasts become multicomponent (car- bon—catalysts) and heat up to high temperatures. At hit into colder areas of plasma even during the drift to a collector (cold or heated), it is cooled, and on sides of a crystallizing catalyst, the structured carbon in the form of single- walled nanotubes (or bundles of nanotubes) is deposited. Most probably, multi-walled tubes are formed directly in the deposit where there is a suitable temperature for annealing of soot nanoparticles, which are arrived to the cathode from the discharge gap. In this case, the arc discharge is only the generator of nanoparticle soot with the initial structure, which is suitable for such an annealing. Ключевые слова: углеродные трубки, наночастицы, дуговой разряд, плазма, катализатор, механизмы образования, отжиг. (Получено 24 декабря 2007 г.) 1. ВВЕДЕНИЕ Фуллерены и наноразмерные углеродные структуры привлекают к себе внимание исследователей, занятых в самых различных облас- тях знаний: материаловедении, электронике, энергетике, медицине и др. благодаря их необычным физическим и химическим свойст- вам [1—5]. Особый класс таких структур составляют одностенные (ОНТ) и многостенные (МНТ) нанотрубки (НТ), впервые обнару- женные в дуговом разряде [6]. Кроме дугового метода синтеза тру- бок широко используются методы каталитического разложения уг- леродсодержащих газов в объёме и на нагретых подложках [7—9] МЕХАНИЗМЫ ФОРМИРОВАНИЯ ФУЛЛЕРЕНОПОДОБНЫХ СТРУКТУР 333 как с дополнительным плазменным стимулированием каталитиче- ских процессов, так и без него [10], метод лазерного испарения ми- шеней [11, 12] и другие [13—18]. Способ получения нанотрубок с помощью дуги отличается от других методов относительной про- стотой, дешевизной и приемлемой производительностью. С момента появления первых публикаций по НТ [6, 19] прошло достаточно много времени, и хотя существует несколько моделей роста НТ [18—26], до сих пор полное понимание механизмов образо- вания указанных наноструктур отсутствует. Накоплено много экс- периментальных фактов по влиянию отдельных параметров дуго- вого разряда на рост НТ, их количество и качество [27—35], тем не менее, и для дугового метода нет замкнутого непротиворечивого сценария образования НТ, ибо физические процессы в плазме дуго- вого разряда сложны и разнообразны, а экспериментальные уста- новки, на которых выполняются работы, часто отличаются в суще- ственных деталях. Однако есть ряд ключевых моментов, важных для понимания кинетики процессов образования НТ в дуговом раз- ряде. Установлено, что ОНТ подавляющим образом образуются лишь при допировании анода (иногда и катода) порошками (или сплавами) металлов переходной группы и редкоземельных метал- лов: Ni, Co, Fe, Y, La, Се, Rh, Pr и др. [36—37]. МНТ же синтезиру- ются (за отдельными исключениями) при распылении графитового анода без каталитических добавок. МНТ локализованы в катодном депозите, тогда как ОНТ обнаруживаются также и в пристеночной саже вакуумной камеры [28, 38, 39]. ОНТ могут также образовы- ваться непосредственно в плазменном объеме разрядного проме- жутка и осаждаться, уже будучи сформированными в нем, на спе- циальном охлаждаемом коллекторе [33]. 2. СИНТЕЗ ОДНОСТЕННЫХ НАНОТРУБОК Состав частиц плазмы дугового разряда в парах испаряемого анода и эродирующего катода в присутствии буферного газа (200—700 МПа [23, 28—29]) является очень сложным и разнообразным как по качест- венному содержанию компонент, так и по их распределению в плаз- менном объёме. Так, при испарении анода в плазму разряда поступа- ют атомы углерода, катализатора, а также наночастицы всех компо- нент анода и их химических модификаций. В разрядный промежуток (от 1 мм до 10 мм и более [23, 40, 41]) могут поступать также реиспа- рённые с катода наноструктуры, которые образовались в объёме и осе- ли на катод, а также микрокапли и наночастицы углерода, образую- щиеся вследствие возможных явлений взрывной эмиссии катодных пятен. В самом разрядном промежутке атомы углерода и каталитиче- ских добавок ионизируются за счёт мощной электронной эмиссии с катода и катодных пятен, причем плотность углеродной плазмы в 334 В. Е. ПАНАРИН, Н. Е. СВАВИЛЬНЫЙ, А. И. ФАУСТОВА центре разряда высока: 1014—1016 см −3 (определяется, в основном, то- ком разряда) [24, 42, 43]. Эмиссионные электроны с катода с энергия- ми, близкими к величине падения напряжения на разряде (20—40 В [24, 42]), а также вторичные и термализованные электроны ионизи- руют не только атомарную и молекулярную компоненты углерода, но и атомы и молекулы буферного газа (если их ионизационный потен- циал меньше падения напряжения на дуге, в противном случае сте- пень ионизации незначительна), и также ионизируют или заряжают наночастицы и кластеры. Весьма специфичным является поведение относительно крупных наночастиц. Так, отдельную наночастицу в плазме можно рассмат- ривать как изолированное тело, которое заряжается до величины плавающего потенциала под влиянием электронов и ионов, непре- рывно приходящих на такой объект. Именно электроны, как более подвижная компонента плазмы, заряжают отрицательно отдельное изолированное (не имеющее электрического контакта ни с одним из электродов) тело (т.е. наночастицу, состоящую из десятков, а иногда и сотен тысяч атомов). Между этим телом и плазмой разряда возни- кает разность потенциалов равная ∼ kTe (k – постоянная Больцмана, Te – температура электронов плазмы), которая ускоряет ионы, дви- жущиеся к такому телу. Между свободно летящим в объёме плазмы изолированным телом и плазмой существует ионный слой, толщина которого определяется плотностью плазмы, ее температурой и раз- ностью потенциалов между «плавающим» телом и плазмой. Толщи- на слоя может быть большей, нежели линейные размеры самой час- тицы, и в этом случае площадь окружающей частицу сферы, с кото- рой собираются ионы на частицу, может значительно превышать площадь поверхности самой частицы. Плотность ионного потока на такую частицу может быть оценена по формуле [44]: 3 2 2 1,85 2 9i e U j M d Δ= π , где ji – плотность ионного тока на изолированное тело, находящее- ся под плавающим потенциалом; ΔU – разность потенциалов меж- ду потенциалом плазмы Upl и плавающим потенциалом плазмы Ufl, ускоряющая ионы (ее величина близка к электронной температуре, т.е. ∼ 0,5—1 эВ), d – толщина ионного слоя; М – масса иона; е – заряд электрона. Толщина слоя d имеет размер порядка дебаевского радиуса экра- нирования: 2 , 4 e e kT d n e = π где ne – плотность плазмы. МЕХАНИЗМЫ ФОРМИРОВАНИЯ ФУЛЛЕРЕНОПОДОБНЫХ СТРУКТУР 335 Для типичных параметров плазмы (ne = 1014—1016 см—3, Те = 0,5— 1 эВ) d может находиться в пределах 50—700 нм. Является многократно установленным экспериментальным фак- том [32, 36, 45], что катализирующие частицы, присутствующие в качестве добавки в спрессованной углеродной пыли, наполняющей специально высверленное отверстие в аноде (размер частиц может быть порядка нескольких микрон [46]), обнаруживаются на стенках камеры и в катодном депозите, но уже в виде наночастиц гораздо меньшего размера (порядка ∼ 10—50 нм). Очень вероятно, что части- цы катализатора, ещё находясь в анодном отверстии и нагреваясь вместе с анодом, вступают в химическую связь с углеродной пылью на стадии постепенного расходования (испарения) анода. При испа- рении центральной части анода (композитной) в плазму могут по- ступать не только атомарные компоненты составляющих анод ве- ществ, но также наночастицы углерода с содержащимися в них ато- мами катализатора. Испарение композитной части анода может осуществляться не так, как сублимирует углерод с основного его тела, имеющего струк- туру сплошного образца. Происходить это может по следующим причинам. При протекании части разрядного тока через централь- ную (композитную) часть анода, вероятно, греются в наибольшей степени места соприкосновений частиц порошковой смеси графит— катализатор, из которой состоит наполненное отверстие в аноде. При этом места электрических контактов металлических каталитиче- ских частиц (находящиеся и на поверхности смеси, непосредственно соприкасающейся с плазмой, и внутри смеси) перегреваются прохо- дящим током, материал в месте контакта испаряется и пар материа- ла микроконтактов выталкивает в плазменный объем соседствую- щие частицы угольной пыли, насыщенные атомами катализатора. Так в плазменном объёме могут появляться карбидизированные на- ночастицы катализатора и наночастицы углеродной пыли. Далее весьма вероятен следующий сценарий. Наночастица, имеющая размеры до десятков нм и состоящая иногда из многих десятков тысяч атомов, является фактически микротелом, претер- певающим огромное число столкновений со всеми компонентами плазмы, присутствующими в разрядном промежутке. Электронная компонента плазмы как наиболее подвижная и имеющая наиболь- шие скорости, а, следовательно, наибольшие потоки (поток частиц пропорционален nU, где n – концентрация частиц, а U – скорость частиц), заряжает отрицательно свободно летящую наночастицу. Но при этом на неё притягивается возникшим электрическим по- лем ионная компонента плазмы, состоящая подавляющим образом (см. оценки в [24]) из ионов углерода и ионная компонента катали- заторов. Ионы, попадающие на наночастицу, во-первых, приносят с собой энергию, определяемую разностью потенциалов плазмы и 336 В. Е. ПАНАРИН, Н. Е. СВАВИЛЬНЫЙ, А. И. ФАУСТОВА плавающего потенциала (а это, как уже отмечено выше, порядка 1 эВ или менее, если ионный слой больше длины свободного пробега частиц в слое), во-вторых, ион после рекомбинации с электроном на поверхности горячей наночастицы вступает в химическую связь с материалом наночастицы, и при этом тоже может выделяться энер- гия. Количество адсорбировавшихся на поверхности наночастицы атомарных и кластерных ионов зависит от каталитических свойств наночастицы [44]. Эти свойства весьма благоприятны для образова- ния химической связи катализатор—углерод. Таким образом, наночастица углерода по мере ее пролёта через разрядный промежуток, во-первых, эффективно перегревается, а во- вторых, растёт в размерах за счёт перехвата ионной и атомарной компонент как углерода, так и катализаторов, причём с ростом её температуры растворимость приходящих на неё компонент увеличи- вается. Разумеется, наночастица сталкивается и с частицами буфер- ного газа, и если внутри разрядного промежутка вследствие высокой частоты соударений буферный газ, сталкивающийся с атомами и кластерами углерода, является достаточно горячим, то на периферии разрядного промежутка, где температура буферного газа резко пада- ет [38] (особенно в тех экспериментах, где осуществляется непре- рывная прокачка рабочего газа), столкновения свободно летящей наночастицы с таким газом приводят её к постепенному охлаждению (степень этой «постепенности» зависит от давления буферного газа, его рода, размеров вакуумной камеры, траектории и характера пото- ков поступающего в объём рабочего газа, степени турбулизации этих потоков и др.) по мере её полёта, пока она не высадится либо в катод- ном депозите, либо на охлаждаемой [28] или, наоборот, нагреваемой [47] стенке вакуумной камеры или специально установленном кол- лекторе [33]. Итак, пусть перегретая, пересыщенная углеродом карбидизиро- ванная (композитная) частица высаживается на катодный депозит. Она может попасть в «лицевую», имеющую наиболее высокую темпе- ратуру, часть катода, находящуюся прямо напротив испаряемого ано- да (в 2—3 мм от торцевой части анода). В этой части катод имеет темпе- ратуру, близкую к температуре плавления [24, 38, 47, 48], и эволюция такой наночастицы на этой части катода будет определяться измене- нием температуры катода во времени и процессами на самом катоде, который, имеет шанс эродировать от возникающих катодных пятен, а также может испаряться в результате высокой температуры и распы- ляться приходящими высокоэнергетичными ионами. Как показывают эксперименты [25, 38], в этой части депозита не обнаруживаются одностенные нанотрубки, т.е., по-видимому, тем- пературные и иные условия (эрозия, мощная ионная бомбардировка этой поверхности) не позволяют реализоваться процессам выращи- вания, по крайней мере, одностенных нанотрубок, ради которых, МЕХАНИЗМЫ ФОРМИРОВАНИЯ ФУЛЛЕРЕНОПОДОБНЫХ СТРУКТУР 337 собственно, материал катализатора (в виде микрочастиц порошка) и добавляется в расходуемый анод. Однако если пересыщенная угле- родом композитная наночастица попадёт в так называемую «ворот- никовую» сажу, температура которой ниже температуры сердцеви- ны катода, «лишние» углеродные частицы (при пониженной, по сравнению с собственной, температуре) будут выделяться в виде не- которой структуры, например, зародыша одностенной нанотрубки, появляющегося на гранях кристаллической структуры, образовав- шейся в результате агрегации атомов катализатора в наночастице. Так появляются центры роста наноструктур, дальнейшая эволюция которых зависит от количества углерода в композитной наночасти- це, её размера, изменения во времени температуры подложки (т.е. места, где высадилась наночастица) и динамики поступления и каче- ства (состав, структура, тип) прилетающих частиц и комплексов «строительного» материала из плазменного объёма к зародышу. Если же пересыщенная углеродом композитная наночастица вы- саживается не в «воротниковую» часть депозита, а на охлаждаемую стенку камеры, по-видимому, условия зарождения центров роста при выделении из этой наночастицы углерода менее благоприятны, поскольку температура депозита на стенке ниже температуры ка- тодного депозита. Вероятно, именно в этой связи выход нанотрубок в пристеночной саже значительно ниже, чем в катодном депозите [28], хотя, если размеры камеры большие, то в самом процессе по- лёта горячая композитная наночастица может по-разному эволю- ционировать в зависимости от условий её столкновения с частица- ми буферного газа. Центры роста могут, в принципе, появиться не только при осаждении композитной частицы на какой-нибудь уло- витель (депозит катода, стенка, коллектор), но также и в процессе её полёта, если она эффективно охлаждается каким-нибудь агентом, например, буферным газом, как это имеет место, в частности, в экс- периментах по абляции графитовой мишени при облучении её лазе- ром [12]. Поток холодного буферного газа обычно в этих эксперимен- тах очень интенсивный, и сносимая этим потоком наночастица испа- ряемой мишени также может быть эффективно охлаждена частица- ми буферного газа ещё во время её дрейфового полёта к охлаждённо- му коллектору. При этом, если степень пересыщения композитной наночастицы углеродом столь велика, что запасённого в ней «лишне- го» углерода достаточно для выращивания из него полноценных од- ностенных нанотрубок, то они вырастают уже во время её полёта к коллектору. Но, в принципе, карбидизованная наночастица, на ко- торой появился центр роста, может во время дрейфового полёта к коллектору достраиваться также за счёт перехваченных ею частиц и комплексов углерода, присутствующих в пространстве дрейфа. Именно образованием нанотрубок в объёме плазмы при свободном полёте карбидизованных частиц можно объяснить результаты экс- 338 В. Е. ПАНАРИН, Н. Е. СВАВИЛЬНЫЙ, А. И. ФАУСТОВА периментов в работах [12, 33], где в одном случае реализовался им- пульсный дуговой разряд, сквозь который продувалась струя буфер- ного газа, и на удалённом от разрядного промежутка охлаждаемом коллекторе высаживались одностенные трубки, а в другом был по- лучен похожий результат, но мишень испарялась лазером. На охла- ждённом коллекторе непосредственно условия роста нанотрубки от- сутствуют, даже если бы в процессе полёта наночастицы на ней поя- вились центры роста. Во всяком случае, хорошо известно из методов CVD (см., напр., [9, 50]), что на холодной подложке трубки не растут, минимальная температура подложки должна составлять ∼ 500°С. 3. МНОГОСТЕННЫЕ НАНОТРУБКИ Многостенные трубки в дуговом разряде образуются, как правило (есть исключения при особых условиях синтеза [51]), когда катали- тические частицы в разрядном промежутке отсутствуют. При этом трубки обнаруживаются в «воротниковой» саже катодного депози- та и на самом катоде [35, 52]. Существует точка зрения [20, 53], что после появления центров роста таких трубок их дальнейший синтез (или, иначе, рост) осуществляется за счёт приходящих к открытому верхнему концу трубок, а также на боковые их поверхности ион- ной, атомарной, молекулярной (димеры), комбинаций С3 и более сложных компонент (полициклы). Прекращение роста по одной из моделей [24] происходит тогда, когда либо прерывается разряд (по причине его релаксации), либо возникают особые условия появле- ния лишь пентагонов у вершины трубки, что и приводит к закруг- лению её поверхности и прекращению роста [20]. Считается (см., напр., [54]), что центрами роста многостенных трубок являются, вероятнее всего, прекурсоры фуллеренов (т.е. фрагменты фуллеренов или несовершенные фуллерены). Действи- тельно, в дуговом разряде при высоких давлениях буферного газа возникает множество комбинаций углерода, часть из которых, пре- терпевая столкновения либо с себе подобными, либо с наиболее под- ходящими по структуре другими комбинациями, превращается в совершенные фуллерены. Однако данные экспериментальной рабо- ты [28], где при характерных для получения именно нанотрубок дав- лениях буферного газа было получено достаточно много фуллеренов (до 10%), но в саже не было обнаружено никаких трубок, не под- тверждают, что фуллерены и их прекурсоры являются эффективны- ми агентами зарождения центров роста МНТ. Во многих экспери- ментальных работах многостенные нанотрубки выращивались путём простого отжига подходящей сажи в специально подобранном тем- пературном режиме [13, 26, 55, 56] без катализаторов, без любых до- бавок или какого-нибудь внешнего стимулирования (корпускуляр- ного, радиационного и т.п.). Появление центров роста связывается с МЕХАНИЗМЫ ФОРМИРОВАНИЯ ФУЛЛЕРЕНОПОДОБНЫХ СТРУКТУР 339 релаксацией графеновых структур сажи на границах стыка ком- плексов, образующихся в процессе высокотемпературного отжига наночастиц исходного продукта [23]. Дальнейший рост МНТ в таких экспериментах – повторение начальной структуры зародившихся центров роста либо с нижней, корневой части трубки, либо за счёт поступления частиц к её верхнему открытому концу. Убедительным фактом, подтверждающим возможность выращивания многостен- ных нанотрубок в дуговом разряде из осаждённого на катод депози- та, являются данные работы [54]. В этих экспериментах зародив- шиеся на катоде трубки длиной ∼ 1 мкм вырастали после отключе- ния разряда до ∼ 10 мкм. Очевидно, что поскольку после отключения разряда в разрядном промежутке отсутствовали какие-либо углерод- содержащие частицы, рост трубок до длин, почти на порядок пре- вышающих выращенные во время функционирования разряда, про- исходил исключительно за счёт катодного депозита, образовавшего- ся в процессе функционирования дугового разряда. Из вышеупомя- нутых экспериментальных работ следует, что эффективное выращи- вание многостенных нанотрубок может осуществляться из подходя- щих наночастиц углерода, лишь бы был соблюдён необходимый тем- пературный режим, соответствующий необходимой реструктуриза- ции. В дуговом разряде на катоде реализуются очень большие гради- енты температур как вдоль катодного стержня, так и поперёк выра- щиваемого катодного депозита. По мере расходования анода и, соот- ветственно, переноса массы углерода на катод диаметр катодного де- позита существенно возрастает по сравнению с первоначальным диаметром катода, и его температура по радиусу будет сильно зави- сеть от баланса энергии, приносимой на него частицами разного сор- та, с одной стороны, а с другой – потерь энергии, связанных с излу- чением с конкретной части поверхности депозита и потерь из-за прямой теплопроводности депозитной сажи, осаждаемой на охлаж- даемый катод. Депозит в саже имеет пористую структуру, его тепло- проводность низка и, по-видимому, различна в разных точках по ра- диусу образовавшегося «воротника», ибо формируется он на разных радиусах приходящими частицами и комплексами, вполне вероят- но, отличающимися по качественному составу. Поскольку темпера- тура депозита в значительной мере определяется ионной компонен- той плазмы в разрядном промежутке, то важно было бы знать ради- альные распределения плотности и потенциала плазмы непосредст- венно у поверхности депозита, контактирующего с плазмой. Однако детальные измерения этих параметров у поверхности депозита, на- сколько нам известно, отсутствуют. Подробные измерения темпера- туры депозита по радиусу во время функционирования разряда так- же отсутствуют, однако величина температуры и динамика её изме- нения во времени для процессов трансформации осаждённых в депо- зит частиц чрезвычайно важны. 340 В. Е. ПАНАРИН, Н. Е. СВАВИЛЬНЫЙ, А. И. ФАУСТОВА Таким образом, одним из возможных и очень вероятных механиз- мов роста МНТ в катодном депозите дугового разряда являются про- цессы высокотемпературного отжига наночастиц и сложных ком- плексов углерода (полициклов, несовершенных фуллеренов и др.), поступающих из разрядного промежутка и попадающих в катодный депозит. Тогда роль дугового разряда сводится к реализации таких режимов испарения (сублимации) так или иначе структурированно- го материала анода и организации процессов столкновений испарён- ного материала с частицами буферного газа и между собой, когда бы в разрядном промежутке генерировались и приходили на катод ком- плексы углерода, наиболее подходящие для отжига при устанавли- вающемся температурном режиме катодного депозита. Важными технологическими параметрами, поддающимися регулировке при функционировании разряда и сильно влияющими на процессы обра- зования МНТ, являются давление рабочего газа, ток разряда (и свя- занная с ними скорость сублимации анода), длина разрядного про- межутка. Не все из указанных параметров являются независимыми, что усложняет определение роли каждого из них. Но особенно важна слабо поддающаяся регулировке температура депозита. Важность температуры депозита вытекает из того, что многостенные трубки были получены в больших количествах и в простеночной саже, когда стенка камеры и рабочий газ в ней нагревались до 400—500°С [51]. Как было установлено в ряде экспериментов, добавка водорода в рабочий газ практически не влияет на выход МНТ [51, 58], что может свидетельствовать о слабой роли процессов роста трубок на откры- тых их концах, ибо свободные связи на верхних атомах открытых концов трубок должны были бы присоединять свободный атомарный водород, и процессы роста должны были бы сильно замедлиться. Бо- лее того, полная замена буферного газа водородом не повлияла на выход МНТ, при этом стенка камеры, на которой они синтезирова- лись, прогревалась до температуры ∼ 500°С [51]. Представляется весьма маловероятным, чтобы все стенки МНТ во время ее роста строились одновременно и согласованно, когда к вершине трубки в качестве «строительного материала» приходят не только атомарная и другие элементарные компоненты, но весь спектр сложных частиц, рождающихся в дуговом разряде. Однако утверждение, что в дуго- вом разряде корпускулярная компонента, приходящая из плазмы к открытым концам трубок, принципиально не может принимать уча- стия в их росте, также не вполне корректно, ибо является твёрдо ус- тановленным фактом, что МНТ растут в CVD методах также и через открытые верхние концы [59]. Косвенным подтверждением превалирующей роли твердотельной диффузии атомов на подложке на рост кристаллических структур и её универсального характера при охлаждении нанесённого на под- ложку материала являются эксперименты, проведённые нами по на- МЕХАНИЗМЫ ФОРМИРОВАНИЯ ФУЛЛЕРЕНОПОДОБНЫХ СТРУКТУР 341 несению методом КИБ тонких пленок из сплавов системы Ti—Ni. Ва- куумная дуга генерировала с катода в камеру плазменный поток ио- нов, нейтральных частиц и микрокапель, который осаждался на ме- таллическую подложку, помещенную на расстоянии 20 см от катода и имеющую температуру не выше 400°C. Во многих местах поверх- ности подложки вырастали наноразмерные по диаметру «усы» (во- локна), длина которых превышала их диаметр иногда в сотни раз. Характерно, что часто встречаются нити, ориентированные именно вдоль поверхности подложки (см. рис.), хотя поток частиц на под- ложку был направленным по нормали к поверхности, ибо роль столкновений при использовавшихся давлениях рабочего газа была незначительной. Другими словами, рост волокна осуществляется из объёма, нанесённого на подложку материала, а не за счёт корпуску- лярного потока частиц из объёма плазмы к верхнему концу волокна, поскольку количество попадающих на торец волокна частиц из по- тока будет пропорционально cosθ, где θ – угол между нормалью к плоскости торца и направлением потока. В нашем случае нить ори- ентирована параллельно плоскости поверхности подложки, т.е. θ близок к 90° для подавляющего числа приходящих с потоком час- тиц, и эта составляющая роста близка к 0. Следует отметить, что кроме скрытой теплоты плавления в систе- ме Ti—Ni выделяется дополнительно энергия образования соедине- ния TiNi, что, в свою очередь, приводит к дополнительной темпера- турной стимуляции диффузионных процессов в этой области и воз- никают более благоприятные условия для роста кристаллов TiNi. 4. ВЫВОДЫ В дуговом разряде одним из вероятных механизмов образования ОНТ является их зарождение на пересыщенных углеродом каталитиче- ских частицах, находящихся в дрейфовом движении в пространстве Рис. Нановолокна на подложке с Ti—Ni конденсатом; Тподл. = 400°С. 342 В. Е. ПАНАРИН, Н. Е. СВАВИЛЬНЫЙ, А. И. ФАУСТОВА между анодом и катодом, с возможным дальнейшим доращиванием зародившихся центров за счёт частиц, приходящих из плазменного объёма к месту осаждения объектов роста. МНТ, вероятнее всего, за- рождаются из наночастиц и комплексов углерода, осадившихся на катоде во время функционирования разряда и дальнейшем их отжи- ге. На горячем катоде рост трубок происходит за счёт процессов рек- ристаллизации в областях, пограничных с образовавшимися центра- ми роста, а также за счёт частиц, мигрирующих по поверхностям де- позита к этим центрам. Роль плазменного объёма в последнем случае сводится к созданию условий, обеспечивающих генерацию необхо- димых для зарождения центров роста МНТ углеродных комплексов и частиц, а также к возникновению подходящих для процессов отжига на катоде значений температуры. ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА 1. T. Halicioglu, Thin Solid Films, 312: 11 (1998). 2. Y. Jin and F. G. Yuan, 43rd AIAA/ASME/ASCE/AHS Structures, Structural Dynamics, and Materials Conference (Denver, Colorado) (Washington, DC: American Institute of Aeronautics and Astronautics: 2002). 3. G. M. Odegard, T. S. Gates, K. E. Wise et al., Compos. Sci. Technol., 63: 1671 (2003). 4. R. S. Ruoff and D. C. Lorents, Nanotubes, 33: 925 (1995). 5. Новые материалы (Ред. Ю. С. Карабасов) (Москва: МИСИС: 2002). 6. S. Iijima, Nature, 354: 56 (1991). 7. J. Kong, A.M. Cassell, and H. Dai, Chem. Phys. Lett., 292: 567 (1998). 8. K. Hata, D. N. Futaba, K. Mizuno, T. Namai, M. Yumura, and S. Iijima, Science, 306: 1362 (2004). 9. A. Okamoto and H. Shinohara, Carbon, 43: 431 (2005). 10. Y. Yabe, Y. Ohtake, T. Ishitobi et al., Diamond and Related Materials, 13: 1292 (2004). 11. Г. И. Козлов, Письма в ЖТФ, 29: 88 (2003). 12. A. A. Puretzky, D. B. Geohegan, X. Fan, and S. J. Pennycook, Appl. Phys. Lett., 76: 182 (2000). 13. Y. Chen, M. J. Conway, L. T. Chadderton et al., Carbon, 42: 1543 (2004). 14. D. B. Geohegan, H. Schittenhelm, X. Fan et al., Appl. Phys. Lett., 78: 3307 (2001). 15. C. D. Scott and R. E. Smalley, J. of Nanosci. and Nanotech., 3: 75 (2003). 16. L. E. Murr, D. K. Brown, E. V. Esquivel et al., Mater. Charact., 55: 371 (2005). 17. Н. И. Кускова, А. Д. Рудь, Л. И. Иващук и др., Х Int. Conf. ‘Hydrogen Materials Science and Chemistry of Metal Hydrides’ (2007), с. 436. 18. А. П. Шпак, А. Д. Рудь, А. Е. Перекос и др., Металлофиз. новейшие технол., 27, № 7: 977 (2005). 19. S. Iijima and T. Ichihashi, Nature, 363: 603 (1993). 20. J. C. Charlier and S. Iijima, Topics in Applied Physics, 80: 55 (2001). 21. O. A. Louchev, J. Cryst. Growth, 237: 65 (2002). 22. А. П. Шпак, Ю. А. Куницкий, В. Л. Карбовский, Кластерные и наност- руктурные материалы (Киев: Академпериодика: 2001). МЕХАНИЗМЫ ФОРМИРОВАНИЯ ФУЛЛЕРЕНОПОДОБНЫХ СТРУКТУР 343 23. P. J. F. Harris, Carbon, 45: 229 (2007). 24. E. G. Gamaly and T. W. Ebbesen, Phys. Rev. B, 52: 2083 (1995). 25. L. T. Chadderton and Y. Chen, Phys. Lett. A, 263: 401 (1999). 26. D. B. Buchholz, S. P. Doherty, and R. P. H. Chang, Carbon, 41: 1625 (2003). 27. T. W. Ebbesen and P. M. Ajayan, Nature, 358: 220 (1992). 28. B. P. Tarasov, V. E. Muradyan, Y. M. Shul’ga et al., Carbon, 41: 1357 (2003). 29. В. Е. Мурадян, Н. С. Куюнко, П. В. Фурсиков и др., VIII Int. Conf. ‘Hydro- gen Materials Science and Chemistry of Metal Hydrides’ (2003), с. 406. 30. E. I. Waldorff, A. M. Waas, P. P. Friedmann et al., J. Appl. Phys., 95: 2749 (2004). 31. I. Hinkov, J. Grand, M. Lamy de la Chapelle et al., J. Appl. Phys., 95: 2029 (2004). 32. A. Mansour, M. Razafinimanana, M. Monthioux et al., Carbon, 45: 1651 (2007). 33. T. Sugai, H. Omote, S. Bandow et al., J. Chem. Phys., 112: 6000 (2000). 34. Y. Ando, X. Zhao, K. Hirahara et al., Diam. and Relat. Mater., 10: 1185 (2001). 35. H. H. Kim and H. J. Kim, Mater. Sci. and Engin. B, 133: 241 (2006). 36. M. Yudasaka, Y. Kasuya, F. Kokai et al., Appl. Phys. A, 74: 377 (2002). 37. Ю. Е. Лозовик, А. М. Попов, УФН, 167: 751 (1997). 38. A. G. Ostrogorsky and C. Marin, Heat Mass Trans., 42: 470 (2006). 39. R. B. Mathur, S. Seth, C. Lal et al., Carbon, 45: 132 (2007). 40. M. E. Itkis, D. E. Perea, S. Niyogi et al., J. Phys. Chem. B, 108: 12770 (2004). 41. H. M. Yusoff, R. Shastry, T. Querrioux, and J. Abrahamson, Current Appl. Phys., 6: 422 (2006). 42. Ф. Г. Бакшт, Г. А. Дюжев, Н. К. Митрофанов, С. М. Школьник, ЖТФ, 67: 41 (1997). 43. A. Huczko, H. Lange, and T. Sogabe, J. Phys. Chem. A, 104: 10708 (2000). 44. М. Д. Габович, Физика и техника плазменных источников ионов (Москва: Атомиздат: 1972). 45. M. Wang, X. Wang, Z. Li et al., Mater. Chem. and Phys., 97: 243 (2006). 46. T. Zhao and Y. Liu, Carbon, 42: 2735 (2004). 47. Д. Афанасьев, И. Блинов, А. Богданов и др., ЖТФ, 64: 76 (1994). 48. Н. И. Алексеев, Г. А. Дюжев, ЖТФ, 71: 41 (2001). 49. Г. И. Козлов, И. Г. Ассовский, ЖТФ, 73: 76 (2003). 50. R. Brukh and S. Mitra, Chem. Phys. Lett., 424: 126 (2006). 51. X. Song, Y. Liu, and J. Zhu, Mater. Lett., 61: 389 (2007). 52. P. M. Ajayan, P. Redlich, M. Rühle, J. of Mater. Research, 12: 244 (1997). 53. M. A. Britch, F. N. Borovik, K. V. Dobrego et al., Carbon, 45: 471 (2007). 54. P. J. F. Harris, S. C. Tsang, J. B. Claridge et al., J. Chem. Soc. Faraday Trans., 90: 2799 (1994). 55. Y. Chen, M. J. Conway, and J. D. Fitzgerald, Appl. Phys. A, 76: 633 (2003). 56. A. A. Setlur, S. P. Doherty, J. Y Dai et al., Appl. Phys. Lett., 76: 3008 (2000). 57. A. Srivastava , A. K. Srivastava , O. N. Srivastava, Carbon, 39: 201 (2001). 58. X. Zhao, S. Inoue, M. Jinno, T. Suzuki et al., Chem. Phys. Lett., 373: 266 (2003). 59. H. Kim and W. Sigmund, Carbon, 43: 1743 (2005).
id nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-76417
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
issn 1816-5230
language Russian
last_indexed 2025-12-01T09:07:55Z
publishDate 2009
publisher Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України
record_format dspace
spelling Панарин, В.Е.
Свавильный, Н.Е.
Фаустова, А.И.
2015-02-10T12:21:51Z
2015-02-10T12:21:51Z
2009
Механизмы формирования фуллереноподобных структур из плазмы при электродуговом распылении графита / В.Е. Панарин, Н.Е. Свавильный, А.И. Фаустова // Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології: Зб. наук. пр. — К.: РВВ ІМФ, 2009. — Т. 7, № 2. — С. 331-343. — Бібліогр.: 59 назв. — рос.
1816-5230
PACS numbers: 61.46.Fg,61.46.Np,61.48.De,81.05.U-,81.05.ub,81.07.De,81.16.Hc
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/76417
Предлагаются механизмы образования одностенных и многостенных углеродных нанотрубок в дуговом разряде. Отличительной особенностью механизма образования одностенных трубок на основе разряда с допированием электродов катализаторами является сценарий, по которому главную роль выполняют наночастицы углерода, покидающие анод. В плазме дугового разряда вылетевшие из анода наночастицы находятся в свободном полете, пока не попадут на катод. При этом они являются фактически изолированными телами, на которые осаждаются атомы, ионы и более сложные комплексы. В результате процессов конденсации атомов, комплексов, а также рекомбинации ионов на поверхности свободно летящих наночастиц последние становятся многокомпонентными (углерод—катализаторы) и нагреваются до высоких температур. При попадании в более холодные области плазмы во время своего дрейфа через плазму к коллектору (холодному или нагретому) они охлаждаются; при этом на гранях кристаллизующегося катализатора выделяется структурированный углерод в виде одностенной нанотрубки (или связок нанотрубок). Многостенные трубки, вероятнее всего, образуются в результате отжига непосредственно в депозите, где есть подходящая температура для модифицированных наночастиц углерода, прилетающих на катод из разрядного промежутка. Дуговой разряд в этом случае является лишь генератором наночастиц с начальной структурой, подходящей для такого отжига.
Пропонуються механізми формування одностінних та багатостінних вуглецевих нанорурок у дуговому розряді. Відмінною особливістю механізму утворення одностінних рурок на основі розряду із допуванням електрод каталізаторами є сценарій, за яким визначальну роль виконують наночастинки вуглецю, що покидають аноду. У плазмі дугового розряду наночастинки, що вилетіли з аноди, знаходяться у вільному польоті, доки не попадуть на катоду. При цьому вони являються фактично ізольованими тілами, на яких осаджуються атоми, йони та більш складні комплекси. В результаті процесів конденсації атомів, комплексів, а також рекомбінації йонів на поверхні наночастинок, що вільно летять, останні стають багатокомпонентними (вуглець—каталізатори) і нагріваються до високих температур. При попаданні у більш холодні області плазми під час свого дрейфу до колектора (холодного або ж нагрітого) вони охолоджуються; при цьому на гранях каталізатора, який кристалізується, виділяється структурований вуглець у вигляді одностінної нанорурки (або зв’язок нанорурок). Багатостінні рурки, найбільш ймовірно, утворюються в результаті відпалу безпосередньо у катодному депозиті, де є відповідна температура для модифікованих наночастинок вуглецю, які прилітають на катоду із розрядного проміжку. Дуговий розряд у цьому випадку є лише ґенератором наночастинок з початковою структурою, яка необхідна для такого відпалу.
The mechanisms of single-walled and multi-walled carbon-nanotubes formation in the arc discharge are offered. The distinctive feature of the mechanism of single-walled-tubes formation based on the discharge with doping of electrodes by catalysts is the scenario, at which a leading role carries out by carbon nanoparticles, which left anode. In plasma of an arc discharge, nanoparticles, which have taken off from the anode, are in the free flight until they will not get on the cathode. Thus, they are actually isolated bodies, on which atoms, ions and more complicated complexes are deposited. As a result of condensation processes of atoms, complexes, and of recombination of ions on a surface of freely flying particles, the lasts become multicomponent (carbon—catalysts) and heat up to high temperatures. At hit into colder areas of plasma even during the drift to a collector (cold or heated), it is cooled, and on sides of a crystallizing catalyst, the structured carbon in the form of singlewalled nanotubes (or bundles of nanotubes) is deposited. Most probably, multi-walled tubes are formed directly in the deposit where there is a suitable temperature for annealing of soot nanoparticles, which are arrived to the cathode from the discharge gap. In this case, the arc discharge is only the generator of nanoparticle soot with the initial structure, which is suitable for such an annealing.
ru
Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України
Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології
Механизмы формирования фуллереноподобных структур из плазмы при электродуговом распылении графита
Mechanisms of Fullerene-like Structures Formation from Plasma at Electric Arc Sputtering of Carbon
Article
published earlier
spellingShingle Механизмы формирования фуллереноподобных структур из плазмы при электродуговом распылении графита
Панарин, В.Е.
Свавильный, Н.Е.
Фаустова, А.И.
title Механизмы формирования фуллереноподобных структур из плазмы при электродуговом распылении графита
title_alt Mechanisms of Fullerene-like Structures Formation from Plasma at Electric Arc Sputtering of Carbon
title_full Механизмы формирования фуллереноподобных структур из плазмы при электродуговом распылении графита
title_fullStr Механизмы формирования фуллереноподобных структур из плазмы при электродуговом распылении графита
title_full_unstemmed Механизмы формирования фуллереноподобных структур из плазмы при электродуговом распылении графита
title_short Механизмы формирования фуллереноподобных структур из плазмы при электродуговом распылении графита
title_sort механизмы формирования фуллереноподобных структур из плазмы при электродуговом распылении графита
url https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/76417
work_keys_str_mv AT panarinve mehanizmyformirovaniâfullerenopodobnyhstrukturizplazmypriélektrodugovomraspyleniigrafita
AT svavilʹnyine mehanizmyformirovaniâfullerenopodobnyhstrukturizplazmypriélektrodugovomraspyleniigrafita
AT faustovaai mehanizmyformirovaniâfullerenopodobnyhstrukturizplazmypriélektrodugovomraspyleniigrafita
AT panarinve mechanismsoffullerenelikestructuresformationfromplasmaatelectricarcsputteringofcarbon
AT svavilʹnyine mechanismsoffullerenelikestructuresformationfromplasmaatelectricarcsputteringofcarbon
AT faustovaai mechanismsoffullerenelikestructuresformationfromplasmaatelectricarcsputteringofcarbon