Исследование и разработка комплекса методик для совершенствования функциональных и точностных характеристик атомно-силовой и магнитно-силовой микроскопии

• Автор: Краснобородько, Сергей Юрьевич
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 160 с. : ил.

Оглавление
Оглавление
Введение

Глава 1. Представление о методах сканирующей силовой микроскопии

1.1. Классификация методов и особенности проведения измерений сканирующей силовой микроскопии

1.2. Области применения атомно-силовой и магнитно-силовой микроскопии

1.3. Кремниевая микромеханика для атомно-силовой и магнитно-силовой микроскопии

Выводы по главе

Глава 2. Разработка кантилеверов сканирующей силовой микроскопии для повышения точностных характеристик методов
2.1. Метод заострения игл кремниевых кантилеверов с использованием ионнолучевого травления с рассфокусированным лучом
2.2. Создание магнитного кантилевера с использованием метода импульсноплазменного осаждения сверхтонких пленок
Выводы по главе
Глава 3. Разработка методик измерений для совершенствования функциональных и точностных характеристик атомно-силовой микроскопии
3.1. Методика проведения измерений в полуконтактной моде атомно-силовой микроскопии, учитывающая сдвиг резонансной частоты колебаний кантилевера
3.2. Методика измерений сложнопрофильных микро- и нанообъектов на основе атомно-силовой микроскопии
Выводы по главе

Глава 4. Разработка методик измерений для совершенствования функциональных и точностных характеристик магнитно - силовой микроскопии
4.1. Анализ погрешностей, возникающих при измерениях в магнитно-силовой микроскопии
4.2. Влияние боковой намагниченности иглы МСМ кантилевера на характер ее магнитного взаимодействия
4.3. Разработка методики трехпроходных измерений в магнитно-силовой микроскопии
4.4. Исследование магнитных микро- и нанообъектов на основе МСМ
Выводы но главе
Основные результаты и выводы
Список используемой литературы
Приложения

Введение.
Актуальность.
Сканирующая силовая микроскопия (ССМ) в настоящее время получила широкое распространение для комплексного изучения различных объектов, поскольку позволяет получить информацию о рельефе поверхности, ее механических и электрофизических характеристиках с нанометровым разрешением. Наиболее востребованными и широко используемыми методами ССМ являются атомно-силовая (ACM) и магнитно-силовая микроскопия (МСМ).
Одним из ключевых элементов сканирующего силового микроскопа является кантилевер, параметры которого оказывают существенное влияние на пространственное разрешение и достоверность результатов измерений. Непрерывно совершенствуются технологии создания кантилеверов, способных удовлетворить все возрастающим требованиям исследователей.
В настоящее время активно развиваются новые методики исследований, позволяющие расширить круг решаемых задач и успешно конкурировать с существующими высокоразрешающими методами, такими как просвечивающая и растровая электронная микроскопия.
Таким образом, актуальными является задачи совершенствования как кантилеверов для ACM и МСМ, так и методик измерений, для повышения функциональных и точностных характеристик методов.
Цель диссертационной работы - разработка способов формирования кантилевров для ACM и МСМ и методик проведения измерений, обеспечивающих улучшение функциональных и точностных характеристик методов при исследовании свойств микро- и нанобъектов.
Для достижения поставленной цели решались следующие научно-технические задачи:
1. Разработка группового метода заострения игл кремниевых кантилеверов с использованием ионно-лучевого травления.

спиральным вихреподобным распределением намагниченности. Перемагничивание тех же частиц во внешнем однородном поле осуществляется посредством когерентного вращения намагниченности. Оценки, основанные на микромагнитных ЛЛГ расчетах, показали, что перемагничивание дисков диаметром 35 нм в неоднородном поле МСМ зонда имеет более низкий энергетический барьер, чем перемагничивание во внешнем однородном поле.
На массиве частиц диаметром 35 нм (с расстоянием между частицами 120 нм) экспериментально осуществлено селективное МСМ перемагничивание отдельно выбранных элементов (рис. 1.18), демонстрирующее возможность записи информации с плотностью 40 Gbit/in2.
Рисунок 1.18- Процесс перемагничивания однодоменных частиц