FEATURES OF VISUALIZATION OF THE THREE-DIMENSIONAL STRUCTURE OF MESOPOROUS PZT FILMS BY FIB-SEM NANOTOMOGRAPHY

Cover Page

Cite item

Full Text

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

Abstract

A technique for studying the three-dimensional structure of porous lead zirconate titanate films by FIB-SEM-nanotomography is presented. Such quantitative characteristics as total porosity, specific surface area, and actual pore size (calculated using the local thickness method) have been obtained. According to the FIB-SEM-nanotomography data, the pore size is 77 ± 33 nm for the film with the PVP porogen and only 27 ± 6 nm for the film with the Brij76 porogen; the latter value is close to the limiting resolution for this method. The final 3D model is shown to be strongly influenced by the chosen ion-beam parameters during milling, which can be varied to obtain a structure without distortion or visualize the accumulation of pores at grain boundaries.

About the authors

A. V. Atanova

Shubnikov Institute of Crystallography, Federal Scientific Research Centre “Crystallography and Photonics,”Russian Academy of Sciences, Moscow, 119333 Russia

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

D. N. Khmelenin

Shubnikov Institute of Crystallography, Federal Scientific Research Centre “Crystallography and Photonics,”Russian Academy of Sciences, Moscow, 119333 Russia

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

O. M. Zhigalina

Shubnikov Institute of Crystallography, Federal Scientific Research Centre “Crystallography and Photonics,”Russian Academy of Sciences, Moscow, 119333 Russia; Bauman Moscow State Technical University, Moscow, 107005 Russia

Author for correspondence.
Email: atanova.a@crys.ras.ru
Россия, Москва; Россия, Москва

References

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

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2.

Download (740KB)
3.

Download (2MB)
4.

Download (461KB)
5.

Download (2MB)
6.

Download (328KB)
7.

Download (1MB)
8.

Download (1MB)
9.

Download (678KB)
10.

Download (2MB)

Copyright (c) 2023 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».