Атомно-силовая микроскопия сегнетоэлектрических кристаллов ТГС

• Автор: Гайнутдинов, Радмир Вильевич
• Шифр специальности: 01.04.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 123 с. : ил.

Глава 1. Атомно-силовая микроскопия как метод исследования морфологии поверхности кристаллов с высоким

пространственным разрешением (Литературный обзор)

Принцип действия и основные режимы работы атомно-силового

микроскопа

Контактный режим АСМ

Неконтактный режим АСМ

Прерывисто-контактный режим АСМ

Режим боковых сил

Режим фазового контраста

Сканер сканирующего зондового микроскопа

Искажения (артефакты) АСМ-изображений и методы их

компенсации
Методики снижения величины искажений
Исследование доменной структуры и микрорельефа поверхности
СЕГНЕТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КРИСТАЛЛОВ МЕТОДОМ АТОМНО-СИЛОВОЙ
МИКРОСКОПИИ
Глава 2. Методики подготовка образцов и исследования слоистых
кристаллов с по.мощыо атомно-силового микроскопа
Подготовка образцов
Методики исследования
Кантилеверы, их свойства и выбор
Форма острия и разрешение
Обработка изображений
Глава 3. АСМ исследование поверхности естественного скола ссгнстоэлсктричсскнх кристаллов ТГС
Особенности строения полярной поверхности сколл (010)
кристалла ТГС
Тонкая структура поверхности кристаллов без специально введенных
примесей
Тонкая структура поверхности дефектных кристаллов ТГС
Исследование влияния внешних воздействий на поверхность
КРИСТАЛЛОВ ТРИГЛИЦИНСУЛЬФАТА МЕТОДОМ АТОМНО-СИЛОВОЙ
МИКРОСКОПИИ
Особенности модификации поверхности сегнетоэлектрического
кристалла под воздействием зондирующего острия
Влияние нагрева на тонкие детали ступенчатой структуры
поверхности
Влияние влажности на стабильность поверхности
Глава 4. Исследование доменной структуры в кристаллах ТГС в
статике и динамике
Контактный режим
ПРЕРЫВИСТО-КОНТАКТНЫЙ РЕЖИМ
Движение доменных стенок при нагреве
Движение доменных стенок под воздействием электрического
поля
Глава 5. Использование поверхности скола кристалла ТГС в
качестве эталонной структуры
От сверхтонких деталей рельефа кристаллов ТГС К ЭТАЛОННОЙ
СТРУКТУРЕ
ПОИСК ЕСТЕСТВЕННЫХ ЭТАЛОНОВ СРЕДИ КРИСТАЛЛОВ, обладающих
спайностью: бифталаты цезия и аммония
Выводы
Благодарности
Литература
Развитие работ в области создания новых наноматериалов и нанотехнологий тесно связано с разработкой адекватных методов исследования и контроля характеристик материалов и приборов в наномет-ровом масштабе. Наиболее перспективным для этих целей представляется метод атомно-силовой микроскопии (ЛСМ), в котором достигается атомарное разрешение. Этот метод открыл принципиально новые возможности в исследовании структуры и локальных физических свойств поверхности. При всем многообразии возможностей, которые дает метод атомно-силовой микроскопии, в процессе исследования поверхности различных материалов и при интерпретации полученных результатов возникает ряд сложностей. Часть из них вызвана артефактами (искажениями изображения исследуемого объекта, обусловленными конструктивными особенностями прибора и ограничениями режима работы), а часть - наложением на изображение микрорельефа поверхности дополнительной картины, связанной с физическими особенностями объекта. Последнее как раз имеет место при исследовании поверхности сегнетоэлектриков.
Исследования физических свойств, структуры и морфологии поверхности сегнетоэлектриков приобрели в последние годы большую актуальность в связи с возможностью их применения в различных областях техники. Сегнетоэлектрические пленки (двумерные наноструктуры) вызывают большой интерес у конструкторов СВЧ устройств для наноэлектроники, таких как устройства энергонезависимой памяти, динамической памяти с произвольной выборкой, приемники инфракрасного излучения, оптические процессоры, волноводы, разнообразные акустооптическне устройства, изменяющие заданным образом спектральный состав, амплитуду и направление распространения светового сигнала.

плоскостью (51 - площадь сечения объекта). В работе было также разработано программное обеспечение, при помощи которого определялись средний диаметр объекта (как среднее между длиной и шириной), площадь объекта (через эффективный размер сечения и как площадь эллипса через длину и ширину), суммарная площадь всех объектов и отношение суммарной площади объектов к площади приведенного на изображении участка поверхности. По данным исследования всех пяти сколов отожженных и примесных кристаллов были построены гистограммы распределения значений среднего диаметра и эффективного размера сечения и определено процентное соотношение площади островков и ямок к общей площади поверхности.