Приборы и методы сканирующей зондовой микроскопии для исследования и модификации поверхностей

• Автор: Быков, Виктор Александрович
• Шифр специальности: 05.27.01, 01.04.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 402 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

1. Актуальность работы

2. Цель работы

3. НАУЧНАЯ НОВИЗНА РАБОТЫ

4. ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ РАБОТЫ

5. ЗАЩИЩАЕМЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

6. АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ

7. Структура диссертации

8. ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ НАНОТЕХНОЛОГИИ И СКАНИРУЮЩЕЙ ЗОНДОВОЙ МИКРОСКОПИИ

8.2. Сканирующая зоцдовая микроскопия и второй этап развития нанотехнологии

8.2. 1. Сканирующая туннельная микроскопия

8.2. 2. Атомносиловая микроскопия
8.2. 3. Близкопольная оптическая микроскопия
8.2. 4. Нанолитография
8.2. 5. Компьютеры и развитие СЗМ
8.3. Развитие работ по СЗМ в России
Глава 1. Методы и алгоритмы многомодовой сканирующей зондовой микроскопии
1.1. Моды сканирующей зондовой микроскопии
1.2. Взаимодействие зонд поверхность
1.2.1. СТМ изображения
1.2.2. Расчет СТМ изображений, модель Курникова
1.2.3. Расчет СТМ изображений и вольтамперных характеристик. Модель Молоткова
1.2.3.1. Схема вывода основных выражений
1.2.3.2. Метод сильной связи для моделирования СТМ изображений
1.2.3.3. Метод сильной связи для моделирования СТМ изображений
1.2.3.4. Метод квазистационарных состояний в СТМ
1.2.3.5. Взаимосвязи между методами БардинаТерцоффаХамана и квазистационарных состояний
1.2.4. Расчет профилей ВандерВаальса молекулярных объектов, модель Горбацевича
Токатлы
1.2.5. Программа моделирования СЗМ изображений ТЕСЖБТМЗ.О и полученные результаты
1.3. Не ВандерВаальсовы силовые взаимодействия, их природа и регистрация методами СЗМ
1.3.1. Мода регистрации латеральных сил
1.3.2. Мода регистрации адгезионных сил
1.3.3. Бесконтактные измерения
1.3.3.1. Электрические взаимодействия
1.3.3.2. Регистрация силовых взаимодействий, обусловленных
1.3.3.3. Ксльвинмода
1.3.3.4. Бесконтактная емкостная мода
1.3.3.5. Регистрация электростатических и магнитных сил
1.4. Полуконтактная топография
1.5. Мода динамических сил
1.6. СЗМ с резонансными датчиками и близкопольная оптическая микроскопия
1.7. Сканирующая люминесцентная спектроскопия и спектроскопия комбинационного расссяния
ГЛАВА 2. КОНСТРУКЦИИ СКАНИРУЮЩИХ ЗОНДОВЫХ МИКРОСКОПОВ ЛИНИИ СОЛВЕР
2.1. СОЛВЕРР
2.1.1. Конструктивные особенности прибора СОЛВЕРР
2.2. СЗМ СМЕНА
2.3. СОЛВЕРРН
2.4. СолверБИО
2.5. Сканирующий спектрометр комбинационного рассеяния с мультнмодовым СЗМ СМЕНА СОЛВЕРСПЕКТРО
2.6. Сканирующие зондовые микроскопы для применений промышленности V0 и V0.
2.7. Сканирующий зондовый микроскоп VV.
2.8. Низкотемпературный СЗМ СОЛВЕРV
2.9. Универсальный блмзкопольный оптический микроскоп.
2 Сканеры в СЗМ
. Пьезоэлектрические материалы, используемые в изготовлении пьезосканеров СЗМ
. Пьезокерамика на основе титаната свинца и его твердых растворов.
. Технология получения пьезокерамических заготовок, используемых для сканеров и подвижек
СЗМ линии СОЛВЕР
. Поляризация пьезокерамики для сканеров СЗМ СОЛВЕР.
. Пьезоэлектрические сканеры СЗМ СОЛВЕР
. Искажения и нестабильности изображения изза не идеальности пьезоприводов.
. Конструкция и устройство пьсзоскансров.
. Методика диагностики сканеров СЗМ СОЛВЕР
. Основные калибровочные характеристики трубчатых сканеров
. Процедура корректировки Ъ приводов.
2. Диагностика X У сканеров
2. Результаты и примеры корректировки пьсзоскансров зондовых микроскопов.
Глава 3. Контроллеры и программное обеспечение СЗМ
3.1. Контроллеры сканирующих зондовых микроскопов линии СОЛВЕР
3.1.1. Контроллер СТМ МДТ
3.1.2. Контроллер СОЛВЕРР
3.1.3. Контроллер СОЛВЕРМИЛЛЕНИУМ
3.2. Программное обеспечение приборов ЛШ1И СОЛВЕР
Глава 4. Микромеханика для сканирующей зондовой микроскопии и нанотехнологии
4.1. Геометрия и физические свойства канти.теверов
4.1.1. Силовые и резонансные свойства балок каитилеверов
4.1.2. Иглы и методы изготовления канталсвсров
4.2. Изготовление каитилеверов
4.2.1. Пленочные кантилсвсры
4.2.2. Кремниевые кантилсвсры
4.2.3. Кантилеверы с внекерами на остриях
4.2.4. Зонды со специальными покрытиями для мультимодовой СЗМ
4.2.5. Специальные кантилеверы
4.2.6. Многозондовыс картриджи для СЗМ
4.3. Мнкромеханические устройства для решения проблем нанотехнологии
4.4. Выводы к главе 4.
Глава 5. Тестовые структуры, методы и процедуры калибровки СЗМ
5.1. Виды решеток для калибровки СЗМ
5.2. Калибровка микроскопов.
5.3. Конволюция формы иглы и определение радиуса ее кривизны
Глава 6. СЗМ литография и проблемы создания наноструктур
6.1. Тснзостимулированная модификация поверхности.
6.2. Электрохимическая СЗМ модификация поверхности
Глава 7. пленки ЛенгмюраБлоджетт и СЗМ
7.1. Формирование ЛБпленок
7.2. Исследование структуры пленок классического ПАВ арахидата кадмия методами СЗМ
7.2.1. Условия формирования и изучения пленок С1АА
7.2.2. Результаты исследований ЛБ пленок арахидата кадмия
7.3. Экспериментальные результаты но изучению ЛБ пленок методами СЗМ
7.4. Модель процесса формирования ЛБпленок
7.5. Измерение ЛБпленок в режимах СТМ и нолуконтактных мод
7.6. Выводы по главе 7
Заключение
ЛИТЕРАТУРА


И. д. Эдель. Лаврищев В. II. Защита состоится сентября г. Д 2 при Государственном научноисследовательском институте физических проблем им. Ф.В. Лукина. С диссертацией можно ознакомится в библиотеке Гос. НИИ физических проблем. Автореферат разослан И августа г. С авторефератом можно ознакомиться в ИНТЕРНЕТ по адресу Лvлviюi. Ученый секретарь Диссертационного совета Мазуренко С. Глава 1. Расчет СТМ изображений и вольтамперных характеристик. Программа моделирования СЗМ изображений ТЕСЖБТМЗ. Электрические взаимодействия7
1. Регистрация силовых взаимодействий, обусловленных 0
1. ГЛАВА 2. КОНСТРУКЦИИ СКАНИРУЮЩИХ ЗОНДОВЫХ МИКРОСКОПОВ ЛИНИИ СОЛВЕР 3
Идея метода, предложенная в , была прекрасной и оказалась исключительно продуктивной, а способ регистрации отклонения консоли, также как и способ изготовления кантилевера оказался нсгсхнологичным. При выходе из динамического диапазона пьезокерамических подвижек по нормали к поверхности ломалась игла регистрирующего датчика, юстировка туннельного датчика была не удобной. Вскоре были предложены еще ряд схем регистрации отклонения зонда по нормали к поверхности рис. В этих системах использовались системы регистрации отклонения кантилевера, основанные на использовании емкостных датчиков, различных конструкций интерферометров, отклонения светового луча, изменении при изгибе разности потенциалов или электрического сопротивления специальных датчиков, устанавливаемых на консоли. Эти схемы впервые описаны в следующих работах емкостной датчик 0 2рис.