RSS-ленты
РусскийEnglish
Выпуск 7, 2026
Том год страница
Выпуски Авторы PACS Подписчикам Для авторов

Выпуски

 / 

2026

 / 

Июнь

←  →

Обзоры актуальных проблем


Нуклеация и рост кластеров металлов при электрохимической кристаллизации

† 
Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина Российской академии наук, Ленинский просп. 31, корп. 4, Москва, 119071, Российская Федерация

В обзоре рассмотрены основные стороны процесса образования кристаллических зародышей (нуклеации) при электрокристаллизации металлов и изложено современное состояние теории и эксперимента в данной области. Подчёркивается, что электрохимическое выделение металлов является как полезной модельной системой, так и быстро развивающимся методом получения новых материалов. Изложены теоретические положения, относящиеся к термодинамике нуклеации и кинетике образования и роста отдельных кристаллов и массовой кристаллизации с учётом диффузионных ограничений и процессов перекрытия при дальнейшем росте кластеров. Кратко рассмотрены методы электрохимических и структурных исследований, а также результаты изучения электрохимического зародышеобразования и роста ряда металлов на поверхностях различной природы.

Текст pdf (492 Кб)
Ключевые слова: нуклеация, кристаллизация, электрохимия, металлы
PACS: 64.60.Q−, 64.70.−p (все)
DOI: 10.3367/UFNr.2025.12.040073
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2026/6/d/
Цитата: Гамбург Ю Д "Нуклеация и рост кластеров металлов при электрохимической кристаллизации" УФН 196 615–637 (2026)
BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

Поступила: 1 октября 2025, доработана: 14 декабря 2025, 15 декабря 2025

English citation: Gamburg Yu D “Nucleation and growth of metallic clusters at electrochemical crystallization” Phys. Usp. 69 (6) (2026); DOI: 10.3367/UFNe.2025.12.040073

Список литературы (164) ↓ Похожие статьи (20)

  1. Странский И Н, Каишев Р УФН 21 408 (1939)
  2. Volmer M Kinetik der Phasenbildung (Die chemische Reaktion, Bd. 4) (Dresden: Verlag Theodor Steinkopff, 1939); Пер. на русск. яз., Фольмер М Кинетика образования новой фазы (М.: Наука, 1986)
  3. Бинниг Г, Рорер Г УФН 154 261 (1988)
  4. Kolb D M, Nichols R J, Behm R J Electrified Interfaces in Physics, Chemistry and Biology (Nato Science Ser. C, Vol. 355, Ed. R Guidelli) (Dordrecht: Kluwer Acad. Publ., 1992) p. 275
  5. Данилов А И Успехи химии 64 818 (1995); Danilov A I Russ. Chem. Rev. 64 767 (1995)
  6. Budevski E, Staikov G, Lorenz W J Electrochemical Phase Formation and Growth (Weinheim: VCH, 1996)
  7. Rigano P M, Mayer C, Chierchie T Electrochim. Acta 35 1189 (1990)
  8. Clavilier J Interfacial Electrochemistry: Theory, Experiment, and Applications (New York: Marcel Dekker, 1999) p. 231
  9. Budevski E B J. Electroanal. Chem. Interfacial Electrochem. 229 423 (1987)
  10. Knapen J W J "Kinetics of electrochemical nucleation" Dissertation (Utrecht, 1998)
  11. Moffat T P, Josell D Isr. J. Chem. 50 312 (2010)
  12. Heremans J J. Phys. D 26 1149 (1993)
  13. Brankovic S R et al IEEE Trans. Magn. 42 132 (2006)
  14. Xiao F et al Electrochim. Acta 53 8103 (2008)
  15. Yan R, Gargas D, Yang P Nature Photon. 3 569 (2009)
  16. Atwater H A, Polman A Nature Mater. 9 205 (2010)
  17. Lombardi I et al Langmuir 23 12413 (2007)
  18. Vukmirovic M B et al Electrochem. Soc. Interface 20 33 (2011)
  19. Milchev A Electrocrystallization. Fundamentals of Nucleation and Growth (Dordrecht: Kluwer Acad. Publ., 2002)
  20. Kashchiev D, van Rosmalen G M Cryst. Res. Technol. 38 555 (2003)
  21. Гамбург Ю Д Электрохимическая кристаллизация металлов и сплавов (М.: Янус-К, 1997)
  22. Cahn J W, Hilliard J E J. Chem. Phys. 28 258 (1958)
  23. Баранов С А Электронная обработка материалов 41 (4) 4 (2005)
  24. Ландау Л Д, Лифшиц Е М Статистическая физика Т. 1 (М.: Наука, 1995); Пер. на англ. яз., Landau L D, Lifshitz E M Statistical Physics Vol. 1 (Oxford: Pergamon Press, 1980)
  25. Гамбург Ю Д Электрохимия 54 357 (2018); Gamburg Yu D Russ. J. Electrochem. 54 309 (2018)
  26. Гамбург Ю Д Электрохимия 55 637 (2019); Gamburg Yu D Russ. J. Electrochem. 55 475 (2019)
  27. Oxtoby D W, Kashchiev D J. Chem. Phys. 100 7665 (1994)
  28. Schottky W F Z. Phys. Chem. Neue Folge 31 40 (1962)
  29. Lorenz W Z. Phys. Chem. 202 275 (1953)
  30. Lorenz W Ber. Bunsengesellschaft phys. Chem. 57 (5) 382 (1953)
  31. Burton W K, Cabrera N, Frank F C Nature 163 398 (1949)
  32. Kaischew R, Stranski I N Z. Phys. Chem. B 26 114 (1934)
  33. Milchev A Contempt. Phys. 32 321 (1991)
  34. Stoyanov S Thin Solid Films 18 91 (1973)
  35. Гамбург Ю Д Журн. физической химии 96 (1) 96 (2022); Gamburg Yu D Russ. J. Phys. Chem. 96 135 (2022)
  36. Гамбург Ю Д Электрохимия 58 476 (2022); Gamburg Yu D Russ. J. Electrochem. 58 676 (2022)
  37. Gamburg Yu D Surf. Eng. Appl. Electrochem. 58 594 (2022)
  38. Gamburg Yu D, Baranov S A Surf. Eng. Appl. Electrochem. 56 147 (2020)
  39. Baranov S A Moldavian J. Phys. Sci. 5 210 (2006)
  40. Tohmfor G, Volmer M Ann. Physik 33 109 (1938)
  41. Becker R, Döring W Ann. Physik 24 719 (1935)
  42. Зельдович Я Б ЖЭТФ 12 (11-12) 525 (1942)
  43. Ролдугин В И Физикохимия поверхности (Долгопрудный: Интеллект, 2011)
  44. Френкель Я И Собрание избранных трудов Т. 3 Кинетическая теория жидкостей (М.-Л.: Изд-во АН СССР, 1959); Пер. на англ. яз., Frenkel J Kinetic Theory of Liquids (Oxford: The Clarendon Press, 1946)
  45. Gamburg Yu D, Zangari G Theory and Practice of Metal Electrodeposition (New York: Springer, 2011)
  46. Данилов А И, Полукаров Ю М Успехи химии 56 1082 (1987); Danilov A I, Polukarov Yu M Russ. Chem. Rev. 56 619 (1987)
  47. Budevski E B Comprehensive Treatise of Electrochemistry Vol. 7 (Eds B E Conway et al) (New York: Plenum Press, 1983) p. 399
  48. Markov I, Stoycheva E Thin Solid Films 35 21 (1976)
  49. Markov I Thin Solid Films 35 11 (1976)
  50. Бостанов В, Маслий А И, Младенова Е Электрохимия 44 698 (2008); Bostanov V, Mladenova E, Masliy A I Russ. J. Electrochem. 44 646 (2008)
  51. Budevski E, Staikov G, Bostanov V J. Cryst. Growth 29 316 (1975)
  52. Будевский Е, Бостанов В Электрохимия 3 856 (1967)
  53. Kashchiev D Surf. Sci. 14 209 (1969)
  54. Гамбург Ю Д Электрохимия 40 246 (2004); Gamburg Yu D Russ. J. Electrochem. 40 215 (2004)
  55. Гамбург Ю Д Электрохимия 38 1273 (2002)
  56. Milchev A Electrochim. Acta 31 977 (1986)
  57. Milchev A Electrochim. Acta 30 125 (1985); Milchev A, Tsakova V Electrochim. Acta 30 133 (1985)
  58. Milchev A J. Electroanal. Chem. 457 35 (1998)
  59. Milchev A, Stoyanov S, Kaischev R Thin Solid Films 22 255 (1974)
  60. Milchev A, Stoyanov S, Kaischev R Thin Solid Films 22 267 (1974)
  61. Walton D J. Chem. Phys. 37 2182 (1962)
  62. Гамбург Ю Д Электрохимия 45 1510 (2009); Gamburg Yu D Russ. J. Electrochem. 45 1397 (2009)
  63. Gamburg Yu J. Solid State Electrochem. 17 353 (2013)
  64. Milchev A, Stoyanov S J. Electroanal. Chem. Interfacial Electrochem. 72 33 (1976)
  65. Milchev A, Vassileva E J. Electroanal. Chem. Interfacial Electrochem. 107 337 (1980)
  66. Fletcher S J. Cryst. Growth 62 505 (1983)
  67. Гамбург Ю Д Электрохимия 38 1402 (2002)
  68. Bard A J, Faulkner L R Electrochemical Methods. Fundamentals and Applications (New York: John Wiley and Sons, 2001)
  69. Fletcher S J. Chem. Soc. Faraday Trans. 1 79 467 (1983)
  70. Fleischmann M, Thirsk H R Electrochim. Acta 1 146 (1959)
  71. Fleischmann M, Thirsk H R J. Electrochem. Soc. 110 688 (1963)
  72. Armstrong R D, Harrison J A J. Electrochem. Soc. 116 328 (1969)
  73. Abyaneh M Y, Fleischmann M J. Electrochem. Soc. 138 2491 (1991)
  74. Гамбург Ю Д Коррозия (5) 14 (2011)
  75. Дамаскин Б Б, Петрий О А, Цирлина Г А Электрохимия (М.: Химия, 2008)
  76. Mampel K L Z. Phys. Chem. 187A 43 (1940); Mampel K L Z. Phys. Chem. 187A 235 (1940)
  77. Гамбург Ю Д Электрохимия 52 1221 (2016); Gamburg Yu D Russ. J. Electrochem. 52 1090 (2016)
  78. Гамбург Ю Д Электрохимия 40 91 (2004); Gamburg Yu D Russ. J. Electrochem. 40 78 (2004)
  79. Sharifker B R, Mostany J J. Electroanal. Chem. Interfacial Electrochem. 177 13 (1984)
  80. Jacobs J W M J. Electroanal. Chem. Interfacial Electrochem. 247 135 (1988)
  81. Sluyters-Rehbach M et al J. Electroanal. Chem. Interfacial Electrochem. 236 1 (1987)
  82. Heerman L, Tarallo A J. Electroanal. Chem. Interfacial Electrochem. 470 70 (1999)
  83. Гамбург Ю Д Электрохимия 54 693 (2018); Gamburg Yu D Russ. J. Electrochem. 54 604 (2018)
  84. Mirkin M V, Nilov A P J. Electroanal. Chem. Interfacial Electrochem. 283 35 (1990)
  85. Гамбург Ю Д Электрохимия 55 253 (2019)
  86. Гамбург Ю Д Электрохимия 59 435 (2023); Gamburg Yu D Russ. J. Electrochem. 59 561 (2023)
  87. Alvarez A E, Salinas D R Electrochim. Acta 55 3714 (2010)
  88. Grujicic D,Pesic B Electrochim. Acta 47 2901 (2002)
  89. Khelladi M R et al Appl. Surf. Sci. 258 3907 (2012)
  90. Langerock S et al Langmuir 21 5124 (2005)
  91. He P et al Langmuir 20 10260 (2004)
  92. Oscam G, Searson P C J. Electrochem. Soc. 147 2199 (2000)
  93. Khelladi M R et al Mater. Chem. Phys. 122 449 (2010)
  94. Lai S C S et al Chem. Sci. 6 1126 (2015)
  95. You Y et al J. Electrochem. Soc. 159 D642 (2012)
  96. Sahari A et al Surf. Rev. Lett. 12 391 (2005)
  97. Eliaz N, Eliyahu M J. Biomed. Mater. Res. A 80 621 (2007)
  98. Palomar-Pardavé M et al Electrochim. Acta 50 4736 (2005)
  99. Ko Y-S, Kwon Y-U Electrochim. Acta 55 7276 (2010)
  100. Krishtop Yu G, Yurchenko N P, Trofimenko V V ESC Trans. 13 (10) 65 (2008)
  101. Randolph A D, Larson M A Theory of Particulate Processes. Analysis and Techniques of Continuous Crystallization (Eds A D Randolph, M A Larson) 2nd ed. (New York: Academic Press, 1988) p. 109-134
  102. Witten T A (Jr.), Sander L M Phys. Rev. Lett. 47 1400 (1981)
  103. Witten T A, Sander L M Phys. Rev. B 27 5686 (1983)
  104. Исаев В А Электрохимическое фазообразование (Екатеринбург: УрО РАН, 2007)
  105. Karthika S, Radhakrishnan T K, Kalaichelvi P Cryst. Growth Des. 16 6663 (2016)
  106. Ou Z et al Nature Mater. 19 450 (2020)
  107. Gebauer D, Cölfen H Nano Today 6 564 (2011)
  108. Li J, Deepak F L Chem. Rev. 122 16911 (2022)
  109. Mao G, Kilani M, Ahmed M J. Electrochem. Soc. 169 022505 (2022)
  110. Huang K et al Faraday Discuss. 210 267 (2018)
  111. Vitti N J, Majumdar P, White H S Langmuir 39 1173 (2023)
  112. Lim K et al Analyst 148 2992 (2023)
  113. Escudero-Escribano M et al Chem. Eur. J. 24 12280 (2018)
  114. Hussein H E M et al ACS Nano 12 7388 (2018)
  115. Santana Santos C et al Chem. Rev. 123 4972 (2023)
  116. Schulte A, Schuhmann W Angew. Chem. Int. Ed. 46 8760 (2007)
  117. Kai T, Zoski C G, Bard A J Chem. Commun. 54 1934 (2018)
  118. Gewirth A A, Niece B K Chem. Rev. 97 1129 (1997)
  119. Itaya K, Tomita E Surf. Sci. 201 L507 (1988)
  120. Bentley C L et al Chem. Sci. 8 6583 (2017)
  121. Martín-Yerga D et al Curr. Opin. Electrochem. 42 101405 (2023)
  122. Hansma P K et al Science 243 641 (1989)
  123. Harlow G S, Lundgren E, Escudero-Escribano M Curr. Opin. Electrochem. 23 162 (2020)
  124. Hwang H et al Chem. Sci. 12 179 (2021)
  125. Fahrenkrug E et al J. Electrochem. Soc. 164 H358 (2017)
  126. White E R et al ACS Nano 6 6308 (2012)
  127. Molodkina E B et al Electrochim. Acta 299 320 (2019)
  128. Batina N, Will T, Kolb D M Faraday Discuss. 94 93 (1992)
  129. Molodkina E B et al Electrochim. Acta 194 385 (2016)
  130. Radisic A et al Nano Lett. 6 238 (2006)
  131. Leenheer A J et al J. Microelectromech. Syst. 24 1061 (2015)
  132. Yoshioka T, Matsushima H, Ueda M Electrochem. Commun. 92 29 (2018)
  133. Yoshioka T, Matsushima H, Ueda M Electrochim. Acta 302 422 (2019)
  134. Liu J et al Electrochim. Acta 100 164 (2013)
  135. Jacobse L et al Nature Mater. 17 277 (2018)
  136. Zhou M, Dick J E, Bard A J J. Am. Chem. Soc. 139 17677 (2017)
  137. Zhou M, Bao S, Bard A J J. Am. Chem. Soc. 141 7327 (2019)
  138. Favier F et al Science 293 2227 (2001)
  139. Antolini E Energy Environ. Sci. 2 915 (2009)
  140. Day T M, Unwin P R, Macpherson J V Nano Lett. 7 51 (2007)
  141. Kim Y-R et al J. Phys. Chem. C 119 17389 (2015)
  142. Pise M et al Results Surf. Interfaces 6 100044 (2022)
  143. Wang F et al Nature Mater. 17 543 (2018)
  144. Zheng J et al Science 366 645 (2019)
  145. Luo X et al Energy Storage Mater. 57 628 (2023)
  146. Shen Z et al Angew. Chem. Int. Ed. 62 e202218452 (2023)
  147. Diggle J W, Despic A R, Bockris J O'M J. Electrochem. Soc. 116 1503 (1969)
  148. Li M, Ran L, Knibbe R J. Phys. Chem. Lett. 12 913 (2021)
  149. Криштоп Ю Г, Калюжная Т Н, Трофименко В В Вестн. Днепропетровск. ун-та. Сер. Химия (19) 95 (2013)
  150. Neupane S et al Phys. Status Solidi A 218 2100470 (2021)
  151. Whittingham M S Proc. IEEE 100 1518 (2012)
  152. Tikekar M D, Archer L A, Koch D L Sci. Adv. 2 e1600320 (2016)
  153. Chen X-R et al Adv. Mater. 33 2004128 (2021)
  154. Brener E A J. Cryst. Growth 99 165 (1990)
  155. Chazalviel J-N Phys. Rev. A 42 7355 (1990)
  156. Pei A et al Nano Lett. 17 1132 (2017)
  157. Sacci R L e al. Nano Lett. 15 2011 (2015)
  158. Sacci R L et al Chem. Commun. 50 2104 (2014)
  159. Liu M et al Chem. Mater. 31 4564 (2019)
  160. Mehdi B L et al Nano Lett. 15 2168 (2015)
  161. Kushima A et al Nano Energy 32 271 (2017)
  162. Thirumalraj B et al J. Am. Chem. Soc. 141 18612 (2019)
  163. Feng G et al Sci. Adv. 9 eadg6813 (2023)
  164. Milchev A, Michailova E, Zapryanova T Electrochem. Commun. 6 713 (2004)
© Успехи физических наук, 1918–2026
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение