Локальная оптическая микроскопия и поляриметрия ближнего поля для исследования оптических свойств поверхностных наноструктур

• Автор: Музыченко, Дмитрий Анатольевич
• Шифр специальности: 01.04.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 169 с. : ил.

Оглавление
Введение
Глава 1. Физические принципы сканирующей микроскопии ближнего оптического поля
§ 1.1 Вводное определение оптического ближнего поля
1.1.1 Фурье-представление волнового поля
1.1.2 Дальнее оптическое поле
1.1.3 Ближнее оптическое поле
1.1.4 Краткая история оптической микроскопии ближнего поля 24 § 1.2 Структура электромагнитного поля субдлинноволновой апертуры26 § 1.3 Разрешающая способность оптических микроскопов ближнего
поля
§ 1.4 Соотношение неопределенности в оптической микроскопии
ближнего поля
§ 1.5 Механизмы формирования ближнепольно-оптических изображений
1.5.1 Апертурный оптический микроскоп ближнего поля
1.5.2 Безапертурный оптический микроскоп ближнего поля ... 37 § 1.6 Взаимодействие зондирующего острия с поверхностью
1.6.1 Силы поверхностного квазитрения
1.6.2 Особенности датчиков контроля силы взаимодействия зондирующего острия с поверхностью, с использованием поверхностных сил квазитрения
Глава 2. Сканирующий оптический микроскоп ближнего поля модульной конструкции
§ 2.1 Физические ограничения и требования, предъявляемые к экспериментальной установке СОМБП для исследования локальных
оптических свойств наноструктур
2.1.1 Оптический микроскоп ближнего поля: круг решаемых задач

2.1.2 Режимы сканирования СОМБП и пространственное разрешение
2.1.3 Взаимодействие зонда с поверхностью и неразрушающая природа измерений
2.1.4 Требования к манипулятору точных перемещений СОМБП
2.1.5 Учет и/или устранение топографических эффектов в ближнепольно-оптическпх изображениях
§ 2.2 Концепция СОМБП модульной конструкции и оптические апертурные зонды
2.2.1 Общие принципы, положенные в основу модульного СОМБП
2.2.2 Методика приготовления апертурных зондов для СОМБП 53 § 2.3 Механическая часть СОМБП модульной конструкции
2.3.1 СОМБП со сканированием зондом
2.3.2 СОМБП со сканированием образцом
2.3.3 Система контроля расстояния зонд - поверхность на основе ККР п резонансного усилителя/преобразователя заряд -напряжение
§ 2.4 Программно-аппаратный комплекс управления СОМБП модульной конструкции
2.4.1 Электронная система управления СОМБП
2.4.2 Программная часть системы управления СОМБП. Трехмерное картирование электромагнитного поля
Глава 3. Локальная трехмерная структура ЭМП вблизи периодических и неупорядоченных структур и люминесцентные свойства тонких полимерных пленок с внедренным красителем
§ 3.1 Локальная трехмерная структура ЭМП вблизи субмпкронных
объектов
3.1.1 Методика приготовления образцов с периодически расположенными полимерными наноцилиндрами
3.1.2 Трехмерное распределение ЭМП вблизи вершины одиночного полимерного наноцилиндра
3.1.3 Трехмерное распределение ЭМП вблизи вершины одиночного металлизированного наноцилиндра

3.1.4 Модель для описания появления эффекта оптического вихря при учете фазовой сингулярности
§ 3.2 Люминесцентные свойства тонких полимерных пленок с внедренным красителем и сферических наночастиц, покрытых моно-
слоем люминесцентного красителя
3.2.1 Трехмерная память на основе люминесцентных многослойных дисков
3.2.2 Краситель в тонкой полимерной пленке-носителе
3.2.3 Люминесцентные свойства стеклянных сферических наночастиц, покрытых монослоем люминесцентного красителя
Глава 4. Поляризационная микроскопия ближнего ноля
§ 4.1 Поляризационные измерения в микроскопии ближнего поля
4.1.1 Наблюдение поляризационных эффектов в СОМБП
4.1.2 Оптоволоконный поляризационный компенсатор
4.1.3 Электрооптический модулятор плоскости поляризации для динамической поляризационной микроскопии ближнего оптического поля
§ 4.2 Поляризационная структура наноотверстий
§ 4.3 Эффект Фарадея в эпитаксиальных пленках ферритов-гранатов 111 § 4.4 Анализ поляризационной структуры оптических вихрей
Заключение
Литература

дальнее поле
излученное дальнее поле
дальнее поле

ближнее I ТПІІПІіШІ апертура іІ<50нлг
поле ~ шшиуш

даль
образец
дальнее иоле
альнее поле
л/х/х

апертура іі<50нм
образец
Рис. 1.8. Основные режимы исследования поверхности с помощью апертурного СОМБП. (а),(б) - схемы просвечивающего СОМБП ((а) - локальное возбуждение из апертурного зонда СОМБП, (б) - возбуждение дальним полем, локальный сбор ближнепольнего излучения апертурным зондом), (в) комбинированный режим СОМБП, возбуждение и сбор с помощью апертурного зонда;
жения в каждом из вариантов СОМБП и ограничения по их применению.
1.5.1. Апертурный оптический микроскоп ближнего поля
В различных вариантах апертурного СОМБП оптический зонд может использоваться для освещения образца, для переноса излучения от образца к детектору и для двух этих целей одновременно. Различные схемы работы апертурного зонда, применяющихся при исследовании поверхности в режиме ближнепольного оптического микроскопа, представлены на рис. 1.8.
Наиболее часто используется схемы просвечивающего СОМБП (рис. 1.8(а,б)). Данную схему можно условно разделить на два иодвариан-та: локальное возбуждение исследуемого образца субдлинноволновой апертурой СОМБП (далее апертурный излучающий СОМБП) (рис. 1.8(а)), сбор прошедшего излучения производится с помощью классической оптики; локальный сбор оптического излучения субдлинноволновой апертурой СОМБП (рис. 1.8 б) (далее апертурный собирающий СОМБП), накачка осуществляется дальним поле.