О ФРАКТАЛЬНОЙ СТРУКТУРЕ ОСАЖДЕННЫХ ПЛЕНОК В ТОКАМАКЕ
Будаев В.П., Химченко Л.Н.

Поступила в редакцию: 25 Апреля 2006

PACS: 52.55.Fa, 52.25.Gj, 61.43.Hv, 52.40.Hf, 52.77.Dq, 61.46.-w, 79.60.Jv, 81.07.-b

DJVU (573.1K)

PDF (3650.1K)

Поверхность некоторых осажденных аморфных пленок в токамаке Т-10 анализировалась с помощью сканирующего туннельного микроскопа. Рельеф пленок на масштабах от 10 нм до 100 мкм имеет стохастическую топографию и иерархию гранулярности. Использовались методы фрактальной геометрии и статистической физики, для того чтобы исследовать многообразие нерегулярной формы пленок в рамках подхода масштабной инвариантности. Экспериментальные функции распределения для приращений высот поверхности близки к распределению Коши. Стохастическая топография поверхности пленок характеризуется показателем Херста 0.68-0.85, указывая на нетривиальное самоподобие структуры. Фрактальность (пористость) осажденных пленок следует рассматривать как важный вопрос накопления трития в международном термоядерном экспериментальном реакторе ИТЭР. Процесс роста пленок на поверхности, обращенной к плазме, рассматривается в рамках общей проблемы неоднородного роста поверхности. В токамаке сильная турбулентность пристеночной плазмы может возбуждать флуктуации в осаждаемом потоке, что приводит к фрактальному росту пленок с размерами от нано- до микрометров. Модель диффузионно-ограниченной агрегации привлекалась для интерпретации формы поверхности некоторых пленок, осажденных в токамаке. Для численного моделирования роста пленок в дисперсной модели диффузионно-ограниченной агрегации использовалась статистика, наблюдаемая в пристеночной турбулентности токамака. Такая усовершенствованная модель воспроизводит основные свойства поверхности аморфных пленок.