автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.13, диссертация на тему:Разработка метода обнаружения и идентификации синтезируемых нанообъектов по их энергетическим характеристикам

На правах рукописи

ЗАКУРКО Александр Владимирович

РАЗРАБОТКА МЕТОДА ОБНАРУЖЕНИЯ И ИДЕНТИФИКАЦИИ СИНТЕЗИРУЕМЫХ НАНООБЪЕКТОВ ПО ИХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИМ ХАРАКТЕРИСТИКАМ

Специальность 05 11.13 - Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

0031Т70ЭЭ

Тамбов 2007

003177099

Работа выполнена на кафедре «Материалы и технологии» ГОУ ВПО «Тамбовский государственный технический университет»

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор Черньшов Владимир Николаевич

Официальные оппоненты: доктор химических наук, профессор

Килимник Александр Борисович

кандидат технических наук, доцент Суслин Михаил Алексеевич

Ведущая организация

АООТ НИИ «Электромера», г Санкт-Петербург

Защита диссертации состоится 6 декабря 2007 г в 13 00 на заседании диссертационного совета Д 212 260 01 Тамбовского государственного технического университета по адресу г. Тамбов, ул Советская, 106, ТГТУ, Большой зал

Огзыв в двух экземплярах, скрепленных: гербовой печатью, просим направлять по адресу 392000, г Тамбов, ул Советская, 106, ТГТУ, ученому секретарю

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тамбовского государственного технического университета

Автореферат разослан 5 ноября 2007 г

Ученый секретарь диссертационного совета

А А. Чуриков

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы В последнее время благодаря своим уникальным свойствам наноразмерные материалы находят все более широкое применение в различных областях науки и техники, таких, как металлургия, микроэлектроника, медицина, строительство и др Их изготовление неотрывно связано с развитием и совершенствованием специфических технологических процессов и созданием новых методов контроля В частности, в процессе синтеза требуется контролировать образование и получаемый тип нанообъектов, так как зачастую при одинаковых исходных материалах и условиях техпроцесса в результате могут получаться нано-объекты различных типов

Существующие методы контроля, такие, как классическая электронная микроскопия, спектроскопия, рентгеноструктурный анализ позволяют контролировать только конечные продукты и неприменимы для обнаружения и определения типа получаемых нанообъектов в процессе синтеза

К сожалению, в настоящее время практически не существует универсальных методов контроля нанообъектов в различных состояниях и средах в процессе синтеза В связи с этим несомненна актуальность разработки таких методов

Информационный обзор показал, что свойства наноразмерных объектов полностью определяются их энергетическими характеристиками При квантовомеханическом описании в качестве таких характеристик выступает определенный набор устойчивых энергетических уровней, последовательное расположение и величины энергий которых определяют тип нано-объекта

Поэтому в основу разрабатываемого метода обнаружения и идентификации синтезируемых нанообъектов положено энергетическое взаимодействие нанообъектов с электронным потоком в рамках электронномик-роскопических исследований Как показали эксперименты, такое взаимодействие позволяет при определенных условиях выявлять энергетические характеристики нанообъектов

Цель работы. Разработка, исследование и внедрение в практику нового метода обнаружения и идентификации нанообъектов в различных состояниях и средах по их энергетическим характеристикам Для достижения поставленной цели решались следующие задачи

- разработка методики получения топологических изображений полей малых возмущений (методики выявления энергетических характеристик нанообъектов),

- создание математического описания физических процессов энергетического взаимодействия нанообъектов с электронным потоком,

- разработка методики математической обработки и анализа получаемых топологических изображений полей для определения параметров идентификации,

- на основе разработанного математического описания и экспериментально-методического обеспечения создание метода обнаружения и идентификации нанообъектов в различных состояниях и средах по их энергетическим характеристикам.

Методы и методики исследования. Результаты исследований, включенные в диссертацию, базируются на теории электронной оптики и микроскопии, физике квантовых низкоразмерных структур, математической физике, математическом моделировании, основах интегральных полупроводниковых технологий, физическом эксперименте с использованием электронной микроскопии и применяемых в ней практических методов, а также на экспериментальных исследованиях, проведенных на кафедре «Материалы и технологии» ТГТУ и в ряде промышленных и научно-исследовательских организаций

Научная новизна диссертационной работы заключается в следующем:

- разработан новый метод обнаружения и идентификации нанообъектов в различных состояниях и средах в процессе синтеза, основанный на взаимодействии полей малых возмущений нанообъектов с электронным потоком, создающим условия визуализации энергетических характеристик исследуемых нанообъектов в виде топологических изображений полей малых возмущений нанообъектов с последующей математической обработкой изображений, включающей их фильтрацию от помех и определение идентифицирующего параметра, сравнение которого с базой измерительных знаний позволяет идентифицировать исследуемый нанообъект;

- создано математическое описание взаимодействия полей малых возмущений нанообъектов с электронным потоком, позволяющее установить связь между распределением напряженности поля нанообъекта и его топологическим изображением;

- для выявления идентифицирующих признаков в топологических изображениях разработана методика математической обработки и анализа графической информации.

Практическая ценность работы заключается в том, что на основе разработанного метода создано устройство обнаружения и идентификации синтезируемых нанообъектов, находящихся в различных состояниях и средах.

Для разработанного устройства создано алгоритмическое и программное обеспечение, а также база данных для идентификации нанообъектов различных типов. Результаты работы приняты к использованию в АООТ НИИ «Электромера», (г Санкт-Петербург) и учебном процессе ТГТУ

Апробация работы. Основные научные и практические результаты исследований по теме диссертации докладывались на II Международной конференции «Микромеханизмы пластичности, разрушения и сопутст-

вующих явлений» (Тамбов, 2000 г), VI Международной научно-практической конференции «Экономика природопользования и природоохраны» (г Пенза, 2003 г), VII Всероссийской научно-технической конференции «Повышение эффективности средств обработки информации на базе математического моделирования» (г. Тамбов, 2004 г )

Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 научных работ Структура работы. Диссертация содержит введение, 4 главы, заключение, список используемых источников с 102 наименованиями Изложена на 115 страницах машинописного текста, включает 36 рисунков, 5 таблиц, приложения

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации и сформированы цели и задачи работы Раскрыты научная новизна и практическая ценность, приведены результаты апробации и реализации работы

В первой главе проведен литературный обзор методов и средств идентификации и контроля параметров и свойств наноразмерных объектов Проанализированы методы, позволяющие достоверно определять гранулометрические параметры (просвечивающая электронная и зондовая микроскопия), состав (спектральный анализ, электронография, рентгено-структурный анализ), ряд физических свойств нанообъектов Установлено, что ни один из этих методов не позволяет обнаруживать и идентифицировать нанообъекты в различных состояниях и средах (наночастицы, водные суспензии нанообъектов, растворы высокой степени разведения) в процессе синтеза

Обзор также показал, что контролируемые объекты являются квантовыми и имеют множество различных структурных состояний, для каждого из которых характерен определенный набор устойчивых энергетических уровней Такие энергетические характеристики можно рассматривать в качестве параметров идентификации

Выявлены методы контроля, использующие изменение физических свойств среды под воздействием контролируемого (определяемого) объекта В частности, проанализирован резонансно-оптический метод спектрального анализа по определению примеси в растворе высокой степени разведения, позволяющий идентифицировать объект по структурным изменениям среды под его воздействием. Известен также резонансный метод идентификации углеродных нанообъектов в суспензиях Однако основным недостатком этих методов является возможность контроля нанообъектов только в водной среде, что существенно ограничивает область их применения Устранение этого недостатка возможно при исследовании полей малых возмущений, создаваемых нанообъектами

Проведенный анализ показал, что для визуализации этих полей, выявления энергетических характеристик нанообъектов для их идентифика-

ции может быть использован метод электронно-оптического муара, позволяющий определять энергетические параметры по взаимодействию полей малых возмущений нанообъектов с электронным потоком Установлено, что получаемые при этом муаровые картины полей отображают особенности полей малых возмущений нанообъектов

В результате проведенного анализа определены цели и задачи исследования

Во второй главе приведены разработанная методика получения топологических изображений полей малых возмущений нанообъектов и математическое описание физических процессов энергетического взаимодействия наноразмерных объектов с электронным потоком, являющееся теоретическим обоснованием разрабатываемого метода

В первой главе показана возможность применения теневого электронно-оптического муарового метода для выявления энергетических характеристик нанообъектов при определенных условиях В классическом варианте данный метод применяется только для исследования полей достаточно большой протяженности Известно, что энергетические поля, формируемые под воздействием квантовых объектов, обладают малой протяженностью, так как величины энергий разрешенных состояний таких объектов не превышают десятков электрон-вольт Поскольку нанообъекты являются квантовыми, то для выявления их энергетических характеристик необходима разработка методики получения топологических изображений полей малых возмущений

Проведенные эксперименты показали, что неоднородные электростатические поля позволяют выявлять особенности объектов, формирующих поля малой протяженности Для получения топологических изображений полей малой протяженности (малых возмущений) квантовых объектов экспериментально была создана система пластина-сфера (рис 1) со следующими геометрическими параметрами диаметр сферы - 0,5 мм, длина пластины в проекционной плоскости - 19 мм, расстояние между электродами - 2,2 мм Система располагалась в колонне электронографа на пути электронного потока таким образом, чтобы ее изображение наблюдалось на экране в теневой проекции Воздействующий со стороны исследуемого объекта потенциал подавался на сферический элекгрод Для получения муарового узора применялась сетка с размером ячеек 100 х 100 мкм Изображение фиксировалось путем двойного экспонирования одной фотогшастины без потенциала на сферическом электроде и в его присутствии В итоге получали совмещенное муаровое изображение, характеризующее особенности поля в системе пластина-сфера

Таким образом, разработана методика, позволяющая получать топологические изображения полей малых возмущений квантовых объектов в виде муаровых картин

Рис 1 Расчетная схема движения электрона в поле

Для создания математического описания физических процессов взаимодействия полей малых возмущений нанообъектов с электронным потоком рассмотрено движение электрона в электрическом поле системы пластина-сфера Расчетная схема движения электронов в электрическом поле представлена на рис 1

На входе в электрическое поле скорость электрона V = У0 в направлении х Вектор напряженности электрического поля Е направлен под углом 13° к вектору Р'о на входе в поле, и 167° на выходе из него, что определяется геометрией используемой системы

Электрическое поле сообщает электрону вертикальное ускорение

F дЕз та

т„

(1)

где <у = е - заряд электрона, Кл, Е - напряженность электрического поля, В/м, та - масса электрона

Перемешение электрона в вертикальном направлении определяется выражением

1 2 е£вта 2

13 < а < 167

(2)

Учитывая геометрию системы, принимаем ¥0 постоянной, и ах = О х

Поскольку / будет иметь вид

К

то уравнение движения электрона в этом случае

о

У-У о

е£зта 2

-2-Х :

2теУ0

(3) 5

Смещение электрона на экране определяется исходя из следующих рассуждений

Угол отклонения электрона на выходе из поля определяется как

Х^ = Уу1Ух (4)

Причем

Vy = ^2ауу

2e£sma

т„

^ eEsm ах2 ^ 2meV02 j

еЕ smoor meV0

(5)

а Fj = V0 = const

Скорость электрона зависит от приложенного ускоряющего напряжения и определяется в соответствии с зависимостью V0 = yJ2eU/те

Учитывая, что х = I

eEsinal

tg(p =-__ (6)

meV0z

Покинув поле протяженностью I, электрон движется к экрану, при достижении которого величина смещения электрона будет равна

= (7)

где S - расстояние от правой границы поля до экрана Подставив (6) в (7), получим соотношение

, SeEsuial ,„N

у-у =- . (S)

meVo

Полное смещение электрона определится суммой смещений

eEsmalfl Л

У-У0=-~r-\-+S\ (9)

meV0 V2 J

Рассмотрев условия формирования муарового узора с геометрической точки зрения для случая совпадения осей х и у со сторонами ячейки сетки получим, что при выполнении соотношений

х'-х0 = па, у' -уо = та, (10)

где а - период сетки, п, т - целые числа, и наложении искаженного изображения на неискаженное в местах, удовлетворяющих (10), будет наблюдаться совпадение элементов искаженного и неискаженного изображения сетки

Если ось у совпадает со стороной ячейки решетки и проекция вектора смещения удовлетворяет условию (10), то при наложении искаженного изображения на неискаженное будет наблюдаться совпадение элементов

сетки (рис 3, а), а смещение в местах этих совпадений определяется соотношением

Соотношения (9) и (11) показывают связь между геометрией изображения и распределением напряженности электрического поля в зазоре с? системы (рис 1), т е связь между полученной муаровой картиной и энергетическими характеристиками исследуемого нанообъекта

Полученные соотношения позволили определить разрешающую способность разработанной методики получения топологических изображений шлей малых возмущений, которая для выбранных краевых условий составляет 3,65 х 10_бВ/м

Предложенные методика и математическое описание физических процессов энергетического взаимодействия наноразмерных объектов с электронным потоком являются основой разрабатываемого метода обнаружения и идентификации наноразмерных объектов

В третьей главе приведено описание разработанного метода обнаружения и идентификации нанообъектов, находящихся в различных состояниях и средах, а также методики математической обработки и анализа муаровых изображений

На основе разработанной методики получения топологических изображений полей малых возмущений квантовых объектов и созданного математического описания физических процессов энергетического взаимодействия наноразмерных объектов с электронным потоком был разработан метод обнаружения и идентификации нанообъектов, находящихся в различных состояниях и средах, блок-схема которого представлена на рис. 2 Предлагаемый метод реализуется следующим образом Помещают исследуемые нанообъекты в измерительную ячейку цепи системы пластина-сфера и источника питания (рис. 5) для создания условий переноса энергетических характеристик исследуемого нанообъекта в поле. Это достигается путем организации общей цепи, содержащей систему пластина-сфера, исследуемый нанообъект или суспензию (тест-объект) и источник питания, обеспечивающий протекание тока в цепи Создают в колонне электронографа расходящийся электронный поток, проходящий через систему пластина-сфера и сетку, фиксируют изображение поля в виде муаровой картины Затем осуществляют математическую обработку муаровой картины в два этапа вейвлет-анализом для фильтрации изображения и фрактальным анализом для получения параметра идентификации -фрактальной размерности изображения поля

Сравнивая величину полученной фрактальной размерности с предварительно сформированной базой измерительных знаний, идентифицируют нанообъект

(Н)

Рис 2 Блок-схема метода обнаружения и идентификации нанообъектов по их энергетическим характеристикам

Таким образом, разработан новый метод контроля и идентификации наноразмерных объектов, базирующийся на взаимодействии полей малых возмущений нанообъектов с электронным потоком

Получаемые муаровые картины не позволяют выявить топологические особенности полей нанообъектов из-за присутствующих помех Поэтому для фильтрации муаровых изображений от них была разработана методика вейвлет-анализа графической информации Анализ известных методов математической обработки изображений показал, что вейвлет-анализ является наиболее удобным для фильтрации изображения от помех с сохранением полезной информации

а) б) в) ^(5)

Рис. 3. Результаты исследований водной суспензии наяообъектов меди:

а - муаровая картина; б - изображение поля после вейвлет-анализа; в - зависимость для определения фрактальной размерности

Сущность вейвлет-преобразования двумерного изображения состоит в следующем: оцифрованное изображение, представленное в виде матрицы, сжимается путем построения разделимого базиса, сконструированного из обладающей определенными свойствами функции (вейвлета), причем каждая итерация алгоритма выполняется сначала к строкам, затем к столбцам матрицы. Итерация по вейвлету заключается в усреднении значений 2-х соседних элементов матрицы. При этом образуются коэффициенты, составляющие в итоге диагональный базис. При помощи коэффициентов и двойного базиса можно восстановить первоначальное изображение, или путем их изменения по вейвлету отфильтровать изображение, убрав помехи.

Для осуществления процесса вейвлет-обработки изображений было разработано соответствующее алгоритмическое и программное обеспечение.

Отфильтрованное изображение, полученное в результате вейвлет-обработки исходной муаровой картины (рис. 3, б), по сути представляет энергетический рельеф поля, где различным значениям энергии (напряженности) соответствуют области с различными цветовыми оттенками.

Затем строили зависимость энергии в условных единицах от плошади (рис. 4, а), позволяющую оценить наличие энергетического воздействия нанообъекта на изображение (обнаружить нанообъект в среде) вычитанием из нее зависимости для изображения поля, сформированного без воздействия исследуемого нанообъекта, например дистиллированной воды (рис. 4, б).

Результирующая зависимость (рис. 4, в) подтверждает наличие воздействия исследуемого нанообъекта на поле, но неудобна для идентификации. Поэтому была разработана методика фрактального анализа отфильтрованных изображений, позволяющая осуществлять количественную оценку сложных топологических структур. Основным преимуществом фрактального анализа является возможность получения результата,

45000 -, .....

40000 - -----

35000 - - -1

30000 44-----------------

25000 -й--........

0 50 100 150 200 250 300 Энергия, усл. с д.

Энергия, усп. ед.

45000 40000 35000 30000 25000 20000 15000 10000 5000 0

О 50 100 150 200 250 300

а)

б)

з

о с

45000 40000 35000 30000 25000 20000 15000 10000 5000 О

О 50 100 150 200 250 300

Энергия, усл. ед.

в)

Рис. 4. Энергетические зависимости, построенные по результатам вейвлет-анализа изображения поля:

а - водной суспензии нанообъектов меди; б - воды; в - результирующая зависимость

удобного для сравнения и идентификации. Таким результатом является фрактальная размерность, определение которой осуществляется следующим образом.

В процессе обработки изображение разбивалось на множество квадратов, происходило их масштабирование для получения максимально возможного количества информации об объекте исследования. Затем подсчи-тывались их площадь и периметр, из соотношения которых определялась фрактальная размерность й объекта.

Площадь определялась количеством пикселей, образующих данную фигуру. Для определения периметра контур сканировался сначала в горизонтальном направлении, затем в вертикальном. При этом сравнивалась интенсивность соседних пикселей. Если они различались хотя бы на одну

условную единицу, то к начальному значению периметра прибавлялась единица длины Далее, при сложении периметров по вертикали и горизонтали, получали значение полного периметра фигуры выделенной интенсивности Эта операция проводилась при разных выбранных значениях эталона длины 5

Затем строилась зависимость периметра от величины эталона в логарифмическом масштабе, в результате чего получали график в дважды логарифмических координатах (рис 3, в) Выделялся линейный участок зависимости, характеризующий фрактальность исследуемого объекта По углу наклона линейного участка к оси абсцисс определялся угловой коэффициент графика, по которому вычислялась фрактальная размерность изображения

£ = 1-1§(Р(5))/1ё(5) = 1-1§а

Разработано алгоритмическое и программное обеспечение для расчета фрактальной размерности изображений

Для оценки погрешности вычисления фрактальной размерности осуществляли обработку триадной кривой Кох с известной фрактальной размерностью по разработанной методике В результате относительная погрешность определения фрактальной размерности составила не более 1 %

Рассчитанная с помощью разработанной методики фрактальная размерность для изображения поля водной суспензии нанообъектов меди составила £> = 1,364 ± 0,014

Таким образом, разработанная методика математического анализа позволяет осуществлять обработку муаровых картин с получением параметра идентификации - фрактальной размерности

Созданный на основе математического описания процессов взаимодействия полей малых возмущений нанообъектов с электронным потоком и разработанных методик новый метод позволяет идентифицировать нано-объекты, находящиеся в различных состояниях и средах

В четвертой главе приведены результаты экспериментальной проверки разработанного метода, проведен анализ достоверности полученных результатов

Для проверки работоспособности метода было создано устройство обнаружения и идентификации нанообъектов в различных состояниях и средах (рис 5), состоящее из блока получения муаровых изображений 14, блока выбора и подключения исследуемых образцов 15 и блока математической обработки 16

Последовательно проводили серию экспериментов с использованием подготовленных образцов исследований сферического электрода с нанесенными нанообъектами меди, водной суспензии нанообъектов меди и дистиллированной воды Получали топологическое изображение поля при помощи блока 14, фиксировали и оцифровывали изображение поля

Рис 5 Структурная схема устройства обнаружения и идентификации нанообъектов в различных состояниях и средах:

1 - электронная пушка, 2 - фокусирующие магнитные линзы, 3 - сетка с ячейками 100 х 100 адкм, 4 - конденсатор 5 - кварцевая кювета с суспензией нанообъектов 6 - биологиче ский тест-объект, 7 - источник постоянного тока, 8 - устройство регистрации и АЦП, 9 - блок совмещения изображений, 10- блок математической обработки изображения 11- база измерительных знаний, 12 — блок сравнения, 13 - устройство оюбражения информации, 14 - бчок поаучения муаровых изображений, 15 - блок выбора и подключения исследуемых образцов, 16- блок математической обработки (компьютер)

устройством регистрации и АЦП 8, осуществляли математическую обработку при помощи созданного ПО в блоке 9, сравнивали рассчитанную фрактальную размерность с базой измерительных знаний 11 и в случае совпадения идентифицировали нанообъекты

18(8)

Рис 6 Зависимости для расчета фрактальной размерности

1 - нанообъектов меди, 2 - водной суспензии нанообъектов мгди

Результаты исследований представлены на рис 6 Значения фрактальных размерностей для нанообъектов меди и водной суспензии нанообъектов меди с учетом погрешности совпадают и составляют 1,364 Это позволяет идентифицировать нанообъекты меди в каждом из исследованных образцов

Для подтверждения достоверности полученных результатов проведены исследования рабочего образца водной суспензии нанообъектов меди известным способом обнаружения и идентификации химических и биологических объектов в растворах высокого разбавления по структурным изменениям среды, которые показали наличие меди в исследуемой водной среде

При помощи разработанного метода проведены исследования нанообъектов различных типов В результате была создана база измерительных знаний, представленная в табл 1

1. База измерительных знаний нанообъектов

Тип нанообъектов Фрактальная размерность

Си 1,364

Фуллерены С60 1,227

Углеродные нанотрубки 1,310

N10 1,515

Мп304 1,434

Проведена вероятностная оценка достоверности идентификации на-нообъектов различных типов при помощи разработанного метода. В частности, для нанообъектов меди и нанообъектов Мп304 вероятность идентификации исследуемых нанообъектов составила не менее 0,94.

Таким образом, созданная база измерительных знаний позволяет с высокой вероятностью идентифицировать нанообъекты заданных типов в рамках разработанного метода.

Также проводили исследования готовых биологических тест-объектов фирмы «Heel» (Германия), подтвердившие универсальность разработанного метода.

Проведенные экспериментальные исследования позволили определить граничные условия работоспособности разработанного метода, корректности получаемых результатов и адекватности математического описания, определяемые величиной напряжения на электродах системы пластина-сфера:

<UC{E) <Uc(E,y'-у0)-,

где Uc - напряжение на электродах системы пластина-сфера.

Таким образом, экспериментальные данные подтверждают адекватность предложенного математического описания физических процессов энергетического взаимодействия наноразмерных объектов с электронным потоком, корректность и работоспособность разработанного метода, а также его применимость для идентификации нанообъектов, находящихся в различных состояниях и средах.

а) б) в)

Рис. 7. Результаты исследований водной среды, не содержащей нанообъекты:

а - муаровая картина; б - изображение поля после вейвлет-анализа; в - энергетическая зависимость

50000 40000 30000 20000 10000 о

0 50 100 150 200 250 300

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ

I Проведенный информационный обзор показал, что существует большое количество методов идентификации нанообъектов, однако, отсутствуют универсальные методы, позволяющие обнаруживать и идентифицировать нанообъекты, находящиеся в различных состояниях и средах в процессе синтеза

2. Разработан новый метод обнаружения и идентификации нанообъектов в различных состояниях и средах в процессе синтеза, основанный на взаимодействии полей малых возмущений нанообъектов с электронным потоком, создающим условия визуализации энергетических характеристик исследуемых нанообъектов в виде топологических изображений полей малых возмущений с последующей математической обработкой изображений, включающей их фильтрацию от помех и определение идентифицирующего параметра, сравнение которого с базой измерительных знаний позволяет идентифицировать исследуемый нанообъект

3 Создано математическое описание взаимодействия полей малых возмущений нанообъектов с электронным потоком, позволяющее установить связь между распределением напряженности поля нанообъекта и его топологическим изображением

4. Для выявления идентифицирующих признаков в топологических изображениях разработана методика обработки и анализа графической информации, включающая вейвлет-преобразование и фрактальный анализ изображений

5. Разработано устройство обнаружения и идентификации нанообъектов, реализующее предложенный метод, с соответствующим алгоритмическим и программным обеспечением. Создана база данных для идентификации нанообъектов различных типов

Экспериментальная проверка разработанных метода и устройства показала их работоспособность и возможность получения достоверной информации об исследуемых нанообъектах, что позволит использовать их для технологического контроля в процессах синтеза наноматериалов

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ

1 Закурко, А.В Разработка метода контроля и идентификации на-норазмерных объектов по их энергетическим спектрам / А В Закурко, В Н Чернышов, В П Шелохвостов // Вестник Тамбовского университета Сер Естесгв итехн науки -Тамбов,2007 -Т 12 -Вып 5 -С. 595-596.

2 Закурко, А В Применение метода электронно-оптического муара для визуализации и анализа полей различной физической природы / А В Закурко, ВП Шелохвостов, В.П. Иванов // Вестник Тамбовского

университета Сер Естеств и техн науки - Тамбов, 2000 — Т 5 Вып 2-3 -С 342-344

3 Закурко, А В Методика расчета сложных электрических полей малых возмущений / А В Закурко, В П Шелохвостов // Повышение эффективности средств обработки информации на базе математического моделирования материалы докл VII Всерос науч -техн конф — Тамбов, 2004 - С 513-517

4 Закурко, А В Электронно-оптические сенсоры в системах экологического мониторинга и приборах контроля состава и свойств веществ / А В Закурко, В П Шелохвостов, М В Макарчук // Экономика природопользования и природоохраны сб ст VI Междунар науч -практ конф -Пенза, 2003 - С 61-63

5 Закурко, А В Мониторинг химического состава и биологических объектов в жидких средах / А В Закурко, М В Макарчук, В П Шелохвостов // Экономика природопользования и природоохраны сб ст VI Междунар. науч-практ конф - Пенза, 2003 -С 142-144

6 Закурко, А В Применение вейвлет-преобразований для обработки экспериментальных данных, полученных методом электронно-оптического муара / А В Закурко, А В Ермаков, М В Макарчук // Труды ТГТУ сб науч ст молодых ученых и студентов - Тамбов, 2003 - Вып 13 -С 252-255

7 Закурко, А В Метод анализа, идентификации и оценки качества энергетических аналогов биологических объектов и химических веществ / А В Закурко, В П Шелохвостов // Труды ТГТУ сб науч ст молодых ученых и студентов - Тамбов, 2002 - Вып 12 - С 83-87

8 Закурко, А В Метод визуализации энер1 оинформационных характеристик полевых аналогов препаратов / А В Закурко, С А Луканцов, В П Шелохвостов // Труды ТГТУ сб науч ст молодых ученых и студентов -Тамбов, 2000 - Вып 12 - С 183-187

Подписано в печать 03 11 2007 60 х 84 / 16 0,93 уел -печ л Тираж 100 Заказ № 705

Издательско-полиграфический центр ТГТУ 392000, Тамбов, Советская, 106, к 14

ВВЕДЕНИЕ.

1. ОБЗОР И АНАЛИЗ МЕТОДОВ ОБНАРУЖЕНИЯ И ИДЕНТИФИКАЦИИ НАНООБЪЕКТОВ.

1Л. Общая характеристика проблемы обнаружения и идентификации наноразмерных объектов в различных состояниях и средах.

1Л Л. Информационный обзор и анализ свойств наноразмерных объектов.

1 Л.2. Анализ взаимодействия нанообъектов с жидкими средами.

1.1.3. Информационный обзор и анализ методов обнаружения и идентификации нанообъектов в различных состояниях и средах.

1.2. Постановка задачи исследования и пути ее решения.

Выводы.

2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ НАНООБЪЕКТОВ

С ЭЛЕКТРОННЫМ ПОТОКОМ.

2.1 Методика получения топологических изображений полей малых возмущений.

2.2. Математическое описание физических процессов энергетического взаимодействия нанообъектов с электронным потоком.

Выводы.

3. МЕТОД ОБНАРУЖЕНИЯ И ИДЕНТИФИКАЦИИ НАНОРАЗМЕРНЫХ ОБЪЕКТОВ В РАЗЛИЧНЫХ СОСТОЯНИЯХ И СРЕДАХ И ЕГО ЭКПЕРИМЕНТАЛЬНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ.

3.1. Метод обнаружения и идентификации нанообъектов по их энергетическим характеристикам.

3.2. Экспериментально-методическое обеспечение.

3.2.1. Подготовка и контроль образцов исследований.

3.2.2. Методика обработки и математического анализа топологических изображений полей малых возмущений.

3.2.2. Оценка погрешности вычисления фрактальной размерности.

Выводы.

4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА РАЗРАБОТАННОГО МЕТОДА ОБНАРУЖЕНИЯ И ИДЕНТИФИКАЦИИ НАНООБЪЕКТОВ.

4.1. Устройство обнаружения и идентификации нанообъектов в различных состояниях и средах.

4.2. Экспериментальная проверка работоспособности разработанного метода.

Выводы.

В последнее время благодаря своим уникальным свойствам наноразмерные материалы находят все более широкое применение в различных областях науки и техники, таких как металлургия, микроэлектроника, медицина, строительство и др. Их изготовление неотрывно связано с развитием и совершенствованием специфических технологических процессов и созданием новых методов контроля. В частности, в процессе синтеза требуется контролировать образование и получаемый тип нанообъектов, так как, зачастую, при одинаковых исходных материалах и условиях техпроцесса в результате могут получаться нанообъекты различных типов.

Актуальность работы. Существующие методы контроля, такие как классическая электронная микроскопия, спектроскопия, рентгеноструктурный анализ позволяют контролировать только конечные продукты и неприменимы для обнаружения и определения типа получаемых нанообъектов в процессе синтеза.

К сожалению, в настоящее время практически не существует универсальных методов контроля нанообъектов в различных состояниях и средах в процессе синтеза. В связи с этим несомненна актуальность разработки таких методов.

Информационный обзор показал, что свойства наноразмерных объектов полностью определяются их энергетическими характеристиками. При квантовомеханическом описании в качестве таких характеристик выступает определенный набор устойчивых энергетических уровней, последовательное расположение и величины энергий которых определяют тип нанообъекта.

Поэтому в основу разрабатываемого метода обнаружения и идентификации синтезируемых нанообъектов положено энергетическое взаимодействие нанообъектов с электронным потоком в рамках электронномикроскопических исследований. Как показали эксперименты, такое взаимодействие позволяет при определенных условиях выявлять энергетические характеристики нанообъектов.

Цель работы. Разработка, исследование и внедрение в практику нового метода обнаружения и идентификации нанообъектов в различных состояниях и средах по их энергетическим характеристикам.

Основные задачи работы. Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

- разработка методики получения топологических изображений полей малых возмущений (методики выявления энергетических характеристик нанообъектов);

- создание математического описания физических процессов энергетического взаимодействия нанообъектов с электронным потоком;

- разработка методики математической обработки и анализа получаемых топологических изображений полей для определения параметров идентификации;

- на основе разработанного математического описания и экспериментально-методического обеспечения создание метода обнаружения и идентификации нанообъектов в различных состояниях и средах по их энергетическим характеристикам.

Предмет исследований. Методы и средства обнаружения и идентификации наноразмерных объектов по их энергетическим характеристикам в различных состояниях и средах. Результаты исследований могут найти применение при контроле изготовления наноразмерных материалов, мониторинге окружающей среды, в технологиях химического синтеза высокочистых материалов, в нанотехнике, медицине и других отраслях народного хозяйства.

Методы и методики исследования. Результаты исследований, включенные в диссертацию, базируются на теории электронной оптики и микроскопии, физике квантовых низкоразмерных структур, математической физике, математическом моделировании, основах интегральных полупроводниковых технологий, физическом эксперименте с использованием электронной микроскопии и применяемых в ней практических методов, а также на экспериментальных исследованиях, проведенных на кафедре «Материалы и технологии» ТГТУ и в ряде промышленных и научно-исследовательских организаций.

Научная новизна диссертационной работы заключается в следующем:

- разработан новый метод обнаружения и идентификации нанообъектов в различных состояниях и средах в процессе синтеза, основанный на взаимодействии полей малых возмущений нанообъектов с электронным потоком, создающим условия визуализации энергетических характеристик исследуемых нанообъектов в виде топологических изображений полей малых возмущений нанообъектов с последующей математической обработкой изображений, включающей их фильтрацию от помех и определение идентифицирующего параметра, сравнение которого с базой измерительных знаний позволяет идентифицировать исследуемый нанообъект;

- создано математическое описание взаимодействия полей малых возмущений нанообъектов с электронным потоком, позволяющее установить связь между распределением напряженности поля нанообъекта и его топологическим изображением;

- для выявления идентифицирующих признаков в топологических изображениях разработана методика математической обработки и анализа графической информации.

Практическая ценность работы заключается в том, что на основе проведенных исследований создано устройство обнаружения и идентификации синтезируемых нанообъектов, находящихся в различных состояниях и средах.

Для разработанного устройства создано алгоритмическое и программное обеспечение, а также база данных для идентификации нанообъектов различных типов. Результаты работы приняты к использованию в ОАО НИИ "Электромера" (г. Санкт-Петербург), ОАО "Завод подшипников скольжения" (г. Тамбов) и учебном процессе ТГТУ.

Апробация работы. Основные научные и практические результаты исследований по теме диссертации докладывались на II Междунар. конф. «Микромеханизмы пластичности, разрушения и сопутствующих явлений», Тамбов, 2000, VI Международной н.-практ. конференции «Экономика природопользования и природоохраны», Пенза, 2003, VII Всероссийской науч.-техн. конф. «Повышение эффективности средств обработки информации на базе математического моделирования», Тамбов, 2004.

Публикации. Основные результаты диссертационной работы изложены в 8 научных работах.

Личный вклад автора. Во всех работах, опубликованных в соавторстве, при непосредственном участии автора были разработаны основные идеи метода, получены аналитические выражения и теоретические результаты, проведены эксперименты по контролю свойств и идентификации наноразмерных материалов, осуществлено доказательство достоверности полученных результатов и эффективности использования предложенного метода.

Структура работы. Диссертация содержит введение, 4 главы, заключение, список используемых источников со 102 наименованиями, изложена на 115 страницах машинописного текста, включает 36 рисунков, 5 таблиц, приложения.

Выводы

1. Для проверки работоспособности метода создано устройство обнаружения и идентификации нанообъектов в различных состояниях и средах, состоящее из блока получения муаровых изображений, блока выбора и подключения исследуемых образцов и блока обработки.

2. Проведены эксперименты по идентификации нанообъектов меди в различных средах, подтвердившие корректность и работоспособность метода, а также адекватность созданного математического описания физических процессов энергетического взаимодействия нанообъектов с электронным потоком, определены условия адекватности математического описания.

3. Для подтверждения достоверности полученных результатов провели исследование рабочего образца водной суспензии нанообъектов меди известным способом обнаружения и идентификации химических и биологических объектов в растворах высокого разбавления по структурным изменениям среды, которые показали наличие меди в исследуемой водной среде.

4. Создана база измерительных знаний, позволяющая идентифицировать нанообъекты различных типов.

5. Проведена вероятностная оценка достоверности идентификации нанообъектов различных типов при помощи разработанного метода, показавшая возможность достоверной идентификации нанообъектов при использовании созданной базы измерительных знаний с вероятностью не менее 94 % для исследованных образцов.

6. Также проведены исследования готовых биологических тест-объектов, подтвердившие универсальность разработанного метода и устройства.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Проведенный информационный обзор показал, что существует большое количество методов идентификации нанообъектов, однако, отсутствуют универсальные методы, позволяющие обнаруживать и идентифицировать нанообъекты, находящиеся в различных состояниях и средах в процессе синтеза.

2. Разработан новый метод обнаружения и идентификации нанообъектов в различных состояниях и средах в процессе синтеза, основанный на взаимодействии полей малых возмущений нанообъектов с электронным потоком, создающим условия визуализации энергетических характеристик исследуемых нанообъектов в виде топологических изображений полей малых возмущений с последующей математической обработкой изображений, включающей их фильтрацию от помех и определение идентифицирующего параметра, сравнение которого с базой измерительных знаний позволяет идентифицировать исследуемый нанообъект.

3. Создано математическое описание этого взаимодействия, позволяющее установить связь между распределением напряженности поля нанообъекта и его топологическим изображением.

4. Для выявления идентифицирующих признаков в топологических изображениях разработана методика обработки и анализа графической информации, включающая вейвлет-преобразование и фрактальный анализ изображений.

5. Разработано устройство обнаружения и идентификации нанообъектов, реализующее предложенный метод, с соответствующим алгоритмическим и программным обеспечением. Создана база данных для идентификации нанообъектов различных типов.

6. Экспериментальная проверка разработанных метода и устройства показала их работоспособность, возможность получения достоверной информации об исследуемых нанообъектах, что позволит использовать их для технологического контроля в процессах синтеза наноматериалов.

1. Суздалев, И.П. Нанотехнология: физико-химия нанокластеров, наноструктур и наноматериалов/ И.П.Суздалев.- М.: КомКнига, 2006.592 с.

2. Лахно, В.Д. Кластеры в физике, химии, биологии / В.Д. Лахно,-Ижевск: НИЦ "Регулярная и хаотическая динамика", 2001.- 256 с.

3. Дубов, П.Л. Кластеры и матрично-изолированные кластерные сверхструктуры / П. Л. Дубов, Д.В. Корольков, В.П. Петраковский. -Изд-во С.-Петербуржского Ун-та, 1995.

4. Гусев, А.И. Нанокристаллические материалы: методы получения и свойства / А.И. Гусев. Екатеринбург, 1998.- 200 с.

5. Киселев, В. Ф. Основы физики поверхности твердого тела / В. Ф. Киселев, С. Н. Козлов, А. В. Зотеев. М.: Изд-во МГУ, 1999. - 284 с.

6. Петров, Ю.И. Физика малых частиц / Ю.И. Петров. М., 1982.

7. Петров, Ю.И. Кластеры и малые частицы / Ю.И. Петров. М., 1986.

8. Кипнис, А.Я. Кластеры в химии. Москва, 1981.

9. Киттель, Ч. Введение в физику твердого тела / Пер. с англ. А.А. Гусева. М.: «Наука», 1977. - 790 с.

10. Смирнов, Б.М. УФН. 1997. - т. 167. - с. 1169.

11. Смирнов, Б.М. УФН. 1994. - т. 164. - с. 665.

12. Ландау, Л.Д. Краткий курс теории физики / Л.Д. Ландау, Е.М. Лившиц//К. 1-2, М. 1972.

13. Драгунов, В.П. Основы наноэлектроники: Учеб. Пособие / В.П. Драгунов, И.Г. Неизвестный, В.А. Гридчин. Новосибирск: Изд - во НГТУ, 2000.- 332с.

14. Журавлев, В.А. Квантовая теория металлов / В.А. Журавлев.-Ижевск: НИЦ "Регулярная и хаотическая динамика", 2000.- 256 с.

15. Ферми, Э. Лекции по квантовой механике / Э. Ферми. Ижевск: НИЦ "Регулярная и хаотическая динамика", 2000,- 248 с.

16. Димиховский, В.Я. Физика квантовых низкоразмерных структур /

17. B.Я. Димиховский, Г.А. Вугальтер. М.: Логос, 2000.- 248 с.

18. Мазо, М.А. Кластеры в плазме и газах / М.А. Мазо; под ред. В.Д. Лахно // Сб. Физика кластеров. Пущино, 1997 - с. 160.

19. Лахно, В.Д. Изв. РАН. Сер. Физ. 1998. - т. 62 - с. 1091.

20. Агранович, В.М. Теория экситонов / В. М. Агранович.- М.: Наука, 1968.- 384 с.

21. Агранович, В.М. Поверхностные поляритоны / В.М. Агранович, А.А. Марадудин. М.: Наука, 1985.

22. Дмитрук, Н.А. Поверхностные поляритоны в полупроводниках и диэлектриках / Н.А. Дмитрук, В.Г. Литовченко, В.А. Стрижевский. -Киев: Наукова думка, 1989. 376 с.

23. Непийко, С.А. Физические свойства малых металлических частиц /1. C.А. Непийко. Киев, 1985.

24. Haberland, Н. Clusters of atoms and molecules: Theory, experiment, and clusters of atoms / H. Haberland, Springer, Berlin, 1994.24. de Heer W.A. Rev. Modern Phys. 1993. - v. 65. - p. 611.

25. Krestin, V. Phis. Rep. 1992. - v. 220. - p. 3.

26. Martin, T.P. Phis. Rep. 1996. - v. 273. - p. 199.

27. Lakhno, V.D. Z. Phys. D. 1996. - v. 38. - p. 71.

28. Moeller, T.Z. Phys. D. Atoms, Molecules and Clusters. 1991. - v. 20. - p. 1.

29. Int. Journ. of Modern. Phys. В / U. Naher et al. // 1992. v. 6. - p. 3721.

30. Rosenblit, M. Chem. Phys. / M. Rosenblit, J.J. Jortner // 1994. v. 101. -p. 9982.

31. Новые материалы. / Под научной редакцией Ю.С. Карабасова.- М.: МИСИС. 2002.- 736 с.

32. Iijima, S. Helical microtubules of graphitic carbon / S. Iijima // Nature. -1991.-Vol. 354.-P. 56-58.

33. Елецкий, A.B., Фуллерены и структуры углерода / А.В. Елецкий, Б.М. Смирнов // УФН. 1995. - 165. - с. 977.

34. Nanocrystalline materials: a way to solids with tunable electronic structure and properties? / H. Gleiter, J. Weissmuller, O. Wollersheim et al. // Acta Materialia. 2001. - Vol. 48. - P. 737-745.

35. Раков, Э. Г. Нанотрубки и фуллерены / Э.Г. Раков. М.: Университетская книга, Логос, 2006. - 376 с.

36. С60: Buckminsterfullerene / Н. W. Kroto, J. R. Heath, S. С. O'Brein et al. //Nature. 1985. - Vol. 318. - P. 162-163.

37. Антонченко, В.Я. Основы физики воды / В.Я. Антонченко, А.С. Давыдов, В.В. Ильин. Киев: Наук. Думка, 1991.

38. Физикохимия ультрадисперсных сред / под ред. И. В. Танаева.- М.: Наука, 1987. 256 с.

39. Вода: структура, состояние, сольватация. Достижения послед.лет / Ю.М. Кесслер и др.; Отв.ред. А.М.Кутепов.- М.: Наука, 2003.-404 с.

40. Структурообразование в воде при действии слабых магнитных полей и ксенона. Электронно-микроскопический анализ / Е.Е. Фесенко, В.И. Попов, В.В. Новиков, С.С. Хуцян // Биофизика, 2002. Т. 47. Вып. 3. -с. 389.

41. Каргаполов, А.В. Способ исследования чистоты воды /А.В. Каргаполов, Г.М. Зубарева // Патент РФ № 2164685, кл. С 1 7 G01N33/18 G01N21/00 ,2004.

42. Бертен, Ф. Основы квантовой электроники / Ф. Бертен; пер. с франц. -М., Мир, 1971.

43. Пантел, Р. Основы квантовой электроники / Р. Пантел., Г. Путхоф. -М., Мир, 1972.

44. Займан, Д.М. Принципы теории твердого тела / Д.М. Займан; пер. со 2-го англ. изд. М.: Мир, 1974. - 472 с.

45. Киттель, Ч. Квантовая теория твердых тел / Ч. Китель; пер. с англ.

46. A. А. Гусева. М.: Наука, 1967. - 491с.

47. Шеришорин, Д. А. Метод и устройство контроля присутствия химических веществ и биологических объектов в растворах высокой степени разведения: дис. на . канд. техн. наук: 05.11.13 / Д. А. Шеришорин. Тамбов, 2004. - 128 с.

48. Matsuoka, Н. Transport properties of two quantum dots connected in series formed in silicon inversion layer / H. Matsuoka, H. Ahmed // Jpn. J. Appl. Phis. 1996. - N 35. - P. 418-420.

49. Собельман, И. И. Введение в теорию атомных спектров / И. И. Собельман. М.: Наука, 1977. - 319 с.

50. Пул, Ч. Нанотехнологии: учеб. пособие для вузов / Ч. Пул, Ф. Оуэне. 2-е изд., доп. - М.: Техносфера, 2005. - 336 с.

51. Брандон, Д. Микроструктура материалов. Методы исследования и контроля : учеб. пособие / Д. Брандон, У. Каплан. М.: Техносфера, 2004. - 384 с. - (Мир материалов и технологий).

52. Сканирующая зондовая микроскопия биополимеров / под ред. И. В. Яминского. М.: Науч. Мир, 1997. - 87 с.

53. Пилипенко, А. Т. Аналитическая химия: в 2 кн. / А. Т. Пилипенко, И.

54. B. Пятницкий. М.: Химия, 1990. - Кн.2. - с. 642 - 649.

55. Вилков, JI. В. Физические методы исследования в химии. Структурные методы и оптическая спектроскопия / JI. В. Вилков, Ю. А. Пентин. М.: Высш. шк., 1987. - 366 с.

56. Вилков, Л. В. Физические методы исследования в химии. Резонансные и электрооптические методы / Л. В. Вилков, Ю. А. Пентин. М.: Высш. шк. 1989. - 288 с.

57. Макарчук, М.В. Резонансный метод и устройство идентификации углеродных нанообъектов в процессе их синтеза: дис. на . канд. техн. наук: 05.11.13 / М.В. Макарчук. Тамбов, 2005. - 110 с.

58. Практические методы в электронной микроскопии / Под редакцией О.М. Глоэра. Д.: Машиностроение, 1980.- 375 с.

59. Гусев, В.Н. Наблюдение магнитных полей по теневым электронооптическим муаровым картинам / В.Н. Гусев, Б.А. Красюк // Физика и химия обработки материалов. М., 1969. - № 5. - с. 40-46.

60. Дюрелли, А. Анализ деформаций с использованием муара / А. Дюрелли, В. Парке. М.: Мир, 1974.

61. Применение муаровых картин для исследования магнитных полей рассеяния теневым электронно-оптическим методом / В.Н. Гусев, Б.А. Красюк, В .А. Лунев, В.М. Стратонов // Изв. АН СССР. М., 1970 -Сер. физ., т. 34, № 7. - с.1560-1566

62. Закурко, А.В. Разработка метода контроля и идентификации наноразмерных объектов по их энергетическим спектрам / А.В. Закурко, В.Н. Чернышов, В.П. Шелохвостов // Вестн. Тамб. ун-та. Сер. Естеств. и техн. науки. Т. 12, вып. 5. Тамбов, 2007. С.595, 596.

63. Ландау, Л.Д. Теория поля / Л.Д. Ландау, Е.М. Лифшиц. М.: Наука,1967.

64. Фейнман, Р. Фейнмановские лекции по физике / Р. Фейнман, Р. Лейтон, М. Сэндс. М.: Мир, 1966.

65. Белавин, А.А. Лекции по теоретической физике / А.А. Белавин, А.Г. Кулаков. Ижевск: НИЦ "Регулярная и хаотическая динамика", 1999.180 с.

66. Кельман, В.М. Электронная оптика / В.М. Кельман, С .Я. Явор. М.-Л.: Изд. АН СССР, 1963. - 362 с.

67. Васильев, Л.А. Теневые методы / Л.А. Васильев. М.: Наука, 1968.

68. Закурко, А.В. Разработка метода контроля и идентификации наноразмерных объектов по их энергетическим спектрам / А.В. Закурко, В.Н. Чернышов, В.П. Шелохвостов // Вестн. Тамб. ун-та. Сер. Естеств. и техн. науки. Т. 12, вып. 5. Тамбов, 2007. С.595, 596.

69. Физика низкоразмерных систем / А. Я. Шик и др.; под ред. А. Я. Шика. СПб.: Наука, 2001.- 160 с.

70. Агранович, В.М. Перенос энергии электронного возбуждения в конденсированных средах / В.М. Агранович, М.Д. Галанин. М.: Наука, 1978.-384 с.

71. Лобышев, В. И. Слабые и сверхслабые поля и излучения в биологии и медицине / В. И. Лобышев. // II Международный конгресс: тез.- СПб., 2000. С.99.

72. Nankivell, J.F. Brit. Journ. Appl. Phys. 1962. - v. 13. - p. 126.

73. Wells, O.S. Brit. Journ. Appl. Phys. 1960. - v. 11 - p. 199.

74. Лукьянович, В.М. Электронная микроскопия в физико-химических исследованиях / В.М. Лукьянович. М., 1960.

75. Морозов, А.А. Технология гомеопатического потенцирования и проблема биологических эффектов малых доз химических веществ // Химическая технология, 2001г. №2. - с.45 - 47.

76. Зенин, С. В. Структурированное состояние воды как основа управления поведением и безопасностью живых систем: автореф. дис. . докт. техн. наук / С. В. Зенин. М., 1999.

77. Лопатин, Б.А. Теоретические основы электрохимических методов анализа / Б.А. Лопатин. М.: Высшая школа, 1975. - 295 с.

78. Кулаков, М.В. Технологические измерения и приборы / М.В. Кулаков. -М.: Машиностроение, 1984.

79. Структура и свойства растворов высокого разбавления / М.В. Макарчук и др. // Вестник Тамб. гос. ун-та. Сер. Естественные и технические науки. 2003.- Т.8, вып.4.- С. 698-702.

80. Banks, М. Realtime spline curves from interactively scetched data / M. Banks // Computer Graphycs. 1990. - 24(2). - p. 99-107.

81. Brigham, E. The Fast Fourier Transform and its Applications / E. Brigham. Prentice Hall, Upper Saddle River, 1988.

82. Астафьева, H.M. Вейвлет-анализ: основы теории и некоторые приложения / Н.М. Астафьева // Успехи физических наук. 1996. -№11. -с.1145 - 1170.

83. Воробьёв, В.И. Теория и практика вейвлет преобразования / В.И. Воробьев, В.Г. Грибунин. - С.-Петербург: Военный институт связи, 1999. - 199 с.

84. Гонсалес, Р. Цифровая обработка изображений в среде MATLAB / Р. Гонсалез, Р. Вудс, С. Эддинс. М.: Техносфера, 2006. - 616 с.

85. Столниц, Э. Вейвлеты в компьютерной графике / Э. Столниц, Т. ДеРоуз, Д. Салезин; пер. с англ. Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2002. - 272 с.

86. Карпов, В.Г. Что такое фракталы? / В.Г. Карпов. ЛПИ, 1989.

87. Фракталы в физике / Под ред. JI. Пьетронеро, Э. Тозатти. М.: Мир, 1988.

88. Мандельброт, Б. Фрактальная геометрия природы / Б. Мандельброт. -М.: Институт компьютерных исследований, 2002. 656 с.

89. Федер, Е. Фракталы/Е. Федер. -М.: Мир, 1991. -255 с.

90. Кроновер, P.M. Фракталы и хаос в динамических системах. Основы теории / P.M. Кроновер. М.: Постмаркет, 2000. - 352 с.

91. Божокин, С.В. Фракталы и мультифракталы / С.В. Божокин, Д.А. Паршин. Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2001. - 128 с.

92. Шелохвостов, В.П. Способ обнаружения и идентификации химических и биологических объектов в растворах высокого разбавления по структурным изменениям среды / В.П. Шелохвостов и др. // Патент РФ № 2292035, кл. С 2 G01N 21/00, 2004.

93. Беккер, JI.A. Устройство для проведения медикаментозного тестирования пациента / Л.А Беккер, Л.Я. Хлявич // Патент СССР № 1787016, кл. А 61 В 5/05//А 61 Н 39/02, 1992.

94. Фесенко, Е.Е. Биофизика./ Е.Е. Фесенко, Е.Л. Терпугов // 1999. Т.44. -с. 5-9.

95. Пономарев, О.А. Биофизика / О.А. Пономарев, Ф.К. Закирьянов, Е.Л. Терпухов // 2001. Т.46. - с. 402 - 407.

96. Готовский, Ю.В. Особенности биологического действия физических факторов малых и сверхмалых интенсивностей и доз / Ю.В. Готовский, Ю.Ф. Перов. М. Имедис, 2000. - 192с.

97. Пономарев, О.А. Свойства жидкой воды в электрических и магнитных полях / О.А. Пономарев, Е.Е. Фесенко // Биофизика, 2000. -Т. 45. Вып. З.-с. 389.