Разработана термодинамическая модель гомогенного и гетерогенного образования кластеров катализаторов. Экспериментально и теоретически исследованы параметры образования кластеров, возникающих в результате пиролиза ферроцена. Показано, что поверхностное натяжение и размеры кластеров существенно зависят от температуры. Вычислены коэффициенты поверхностного натяжения, а также характерные размеры кластеров. Полученные зависимости и параметры позволяют восстанавливать функцию распределения кластеров по размерам, задавая температуры в рабочей зоне и в области сублимации ферроцена. Это дает возможность прогнозировать размеры кластеров в зависимости от параметров синтеза, в частности температуры.

Работа выполнена при поддержке гранта № 1488 программы АВЦП Рособразования.

1. Ijima, S. Helical microtubules of graphite carbon / S. Ijima // Nature. − 1991. − V. 354. − P. 6348.

2. Loiseau, A. Understanding carbon nanotubes / A. Loiseau, P. Petit, S. Roche. − N. Y. : Springer, 2006. − 572 p.
3. Saito, R. Physical properties of carbon nanotubes/ R. Saito, G. Dresselhaus, M. S. Dresselhaus. − L. : Imperial College Press, 1999.
4. Булярский, С. В. Углеродные нанотрубки: технология, управление свойствами, применение / С. В. Булярский. − Ульяновск : Ульяновский ун−т, 2010.
5. Елецкий, Ф. В. Углеродные нанотрубки и их эмиссионные свойства / Ф. В. Елецкий // УФН. − 2002. − Т. 172, № 4. − С. 401.
6. Булярский, С. В. Гомогенное и гетерогенное формирование кластеров катализаторов для роста углеродных нанотрубок / С. В. Булярский, А. С. Басаев, В. А. Галперин, А. А. Павлов, О. В. Пятилова, А. В. Цыганцов, Ю. П. Шаман // Нано− и микросистемная техника. − 2010. − № 5. − С. 122.
7. Amelinckx, S. A formation mechanism for catalytically grown helix−shaped graphite nanotubes / S. Amelinckx, X. B. Zhang, D. Bernaerts, X. F. Zhang, V. Ivanov, J. B. Nagy // Science. − 1994. − V. 265. − P. 635.
8. Александров, Ю. А. Термодинамическое разложение органических производных переходных металлов / Ю. А. Александров, Л. М. Дягилева, Е. И. Цыганова. − М. : Наука, 1993.
9. Кукушкин, С. А. Процессы конденсации тонких пленок / С. А. Кукушкин, А. В. Осипов // УФН. − 1998. − V. 168, № 10. − С. 1083.
10. Li, W. Z. Effect of temperature on growth and structure of carbon nanotubs by chemical vapor deposition / W. Z. Li, J. G. Wen, Z. F. Ren // Ren. Appl. Phys. A. − 2002. − V. 74. − P. 397—402.
11. Кидяров, Б. И. Термодинамика образования кристаллических нанозародышей из жидкой фазы / Б. И. Кидяров // Журн. структурной химии. − 2004. − Т. 43. − С. 32.
12. Pavlow, P. Surface energy of small particle / P. Pavlow // Z. Phys. Chem. − 1909. − V. 65. − P. 1.
13. Tolman, R. C. The defect of droplet size on surface tension / R. C. Tolman // J. Chem. Phys. − 1949. − V. 17, N 2. − P. 333.
14. Nanda, K. K. Size−dependent melting of nanoparticles: hundred yeas of thermodynamic model / K. K. Nanda // Pramana J. Phys. − 2009. − V. 72, N 4. − P. 617.
15. Samsonov, V. M. Thermodynamic model of crystallization and melting of small particles / V. M. Samsonov, O. A. Malkov // Central Europ. J. Phys. − 2004 − V. 2, N 1. − P. 90.
16. Гладких, Н. Т. Поверхностные явления и фазовые превращения в конденсированных пленках / Н. Т. Гладких, С. В. Дукаров, А. П. Крышталь, В. И. Ларин, В. Н. Сухов. − Харьков : ХНУ им. В. Н. Каразина, 2004.
17. Коротков, П. К. Размерный эффект контактного плавления металлов / П. К. Коротков, Т. А. Орквасов, В. А. Созаев // Письма в ЖТФ. − 2006. − V. 32, № 2. − С. 28.
18. Русанов, А. И. Термодинамика поверхностных явлений / А. И. Русанов. − Л. : Изд−во Ленинградского ун−та, 1960.
19. Самсонов, В. М. О поверхностном натяжении малых объектов / В. М. Самсонов, А. Н. Базулев, Н. Ю. Сдобняков // Тез. докл. Х Российской конф. по теплофизическим свойствам вещества. − Казань : КГТУ, 2002. − С. 165.
20. Магомедов, М. Н. О зависимости поверхностной энергии от размера и формы нанокристаллов / М. Н. Магомедов // ФТТ. − 2004. − V. 46, № 5. − С. 924.
21. Смирнов, Б. М. Кластеры с плотной упаковкой / Б. М. Смирнов // УФН. − 1992. − V. 162, № 1. − С. 29—56.
22. Смирнов, Б. М. Кластеры с плотной упаковкой и заполненной оболочкой // УФН. − 1993. − V. 163, № 10. − С. 29.

23. Булярский, С. В. Физические основы управления дефектообразованием в полупроводниках / С. В. Булярский, В. В. Светухин. − Ульяновск : Изд−во Ульяновского ун−та, 2003.
24. Bulyarsky, S. V. Thermodynamically evaluation of point defect density and impurity solubility in compounds semiconductors / S. V. Bulyarsky, V. P. Oleinicov // Phys. stasus solidi (b). − 1987. − V. 141. − Р. 7.
25. Bulyarsky, S. V. Thermodynamics of defect formation and defect interaction in compound semiconductors / S. V. Bulyarsky, V. P. Oleinicov // Ibid. − 1988. − V. 146. − P. 439.
26. Булярский, С. В. Термодинамика и кинетика взаимодействующих дефектов в полупроводниках / С. В. Булярский, В. В. Фистуль. − М. : Наука ; Физматлит, 1997.

27. Корнеeва, Ю. В. Структурные превращения в металлических частицах катализаторов в различных процессах синтеза углеродных нанотрубок / Ю. В .Корнеeва: Автореф. дисс. … канд. физ.−мат. наук. − М., 2008.
28 Рехиашвили, С. Ш. О температуре плавления наночастиц и наноструктурных веществ / С. Ш. Рехиашвили, Е. В. Киштикова // Письма ЖТФ. − 2006. − Т. 32, № 10. − С. 50.
29. Jung, Y. J. Mechanism of selective grown of carbon nanotubes on SiO₂/Si patterns / Y. J. Jung, B. Wei, R. Vajtai, P. M. Ajayan, Y. Homma, K. Prabhakaran, T. Ogino // Nano Lett. − 2003. − V. 3, N 4. − P. 561—564.