Багатофункціональний сканувальний зондовий мікроскоп з алмазним вістрям. Нанотехнологічні дослідження при атмосферних умовах

Представлена авторська конструкція сканувального зондового мікроскопа (СЗМ), який поєднує операції сканування поверхні та її модифікації. Особливостями приладу є вістря з легованого бором алмазу та електромагнітний механізм вимірювання рівня навантажень при нановзаємодіях вістря з поверхнею зразка....

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2012
Автор:	Лисенко, О.Г.
Формат:	Стаття
Мова:	Ukrainian
Опубліковано:	Видавничий дім "Академперіодика" НАН України 2012
Назва видання:	Наука та інновації
Теми:	Світ інновацій
Онлайн доступ:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/116082
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Багатофункціональний сканувальний зондовий мікроскоп з алмазним вістрям. Нанотехнологічні дослідження при атмосферних умовах / О.Г. Лисенко // Наука та інновації. — 2012. — Т. 8, № 2. — С. 8-12. — Бібліогр.: 26 назв. — укр.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-116082
record_format	dspace
spelling	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-1160822025-02-09T14:32:26Z Багатофункціональний сканувальний зондовий мікроскоп з алмазним вістрям. Нанотехнологічні дослідження при атмосферних умовах Многофункциональный сканирующий зондовый микроскоп с алмазным острием. Нанотехнологические исследования при атмосферных условиях Multifunction Scanning Probe Microscope with Diamond Tip. Nanotechnological Research at Ambient Conditions Лисенко, О.Г. Світ інновацій Представлена авторська конструкція сканувального зондового мікроскопа (СЗМ), який поєднує операції сканування поверхні та її модифікації. Особливостями приладу є вістря з легованого бором алмазу та електромагнітний механізм вимірювання рівня навантажень при нановзаємодіях вістря з поверхнею зразка. Показано методики комбінованих нанотехнологічних досліджень тонких плівок та результати формування поверхневих наноструктур контактним методом. Представлена авторская конструкция сканирующего зондового микроскопа (СЗМ), который объединяет операции сканирования поверхности и ее модификации. Особенностями прибора является острие из легированного бором алмаза и электромагнитный механизм измерения уровня нагрузок при нановзаимодействиях острия с поверхностью образца. Показана методика комбинированных нанотехнологических исследований тонких пленок и результаты формирования поверхностных наноструктур контактным методом. The author’s design of scanning probe microscope (SPM), which combines surface scanning and modifications is presented. The features of the device are boron doped diamond tip, and electromagnetic mechanism to measure the level of loads during nanointeractions between the tip and the sample surface. The techniques of combined nanotechnology research of thin films and the results of the formation of surface nanostructures with contact method are shown. Автор висловлює подяку інженерам В.М. Кір’єву, В.І. Міцкевичу та А.В. Щербакову за виготовлення елементів конструкції, електроніки та програмного забезпечення приладу. 2012 Article Багатофункціональний сканувальний зондовий мікроскоп з алмазним вістрям. Нанотехнологічні дослідження при атмосферних умовах / О.Г. Лисенко // Наука та інновації. — 2012. — Т. 8, № 2. — С. 8-12. — Бібліогр.: 26 назв. — укр. 1815-2066 DOI: doi.org/10.15407/scin8.02.008 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/116082 uk Наука та інновації application/pdf Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Ukrainian
topic	Світ інновацій Світ інновацій
spellingShingle	Світ інновацій Світ інновацій Лисенко, О.Г. Багатофункціональний сканувальний зондовий мікроскоп з алмазним вістрям. Нанотехнологічні дослідження при атмосферних умовах Наука та інновації
description	Представлена авторська конструкція сканувального зондового мікроскопа (СЗМ), який поєднує операції сканування поверхні та її модифікації. Особливостями приладу є вістря з легованого бором алмазу та електромагнітний механізм вимірювання рівня навантажень при нановзаємодіях вістря з поверхнею зразка. Показано методики комбінованих нанотехнологічних досліджень тонких плівок та результати формування поверхневих наноструктур контактним методом.
format	Article
author	Лисенко, О.Г.
author_facet	Лисенко, О.Г.
author_sort	Лисенко, О.Г.
title	Багатофункціональний сканувальний зондовий мікроскоп з алмазним вістрям. Нанотехнологічні дослідження при атмосферних умовах
title_short	Багатофункціональний сканувальний зондовий мікроскоп з алмазним вістрям. Нанотехнологічні дослідження при атмосферних умовах
title_full	Багатофункціональний сканувальний зондовий мікроскоп з алмазним вістрям. Нанотехнологічні дослідження при атмосферних умовах
title_fullStr	Багатофункціональний сканувальний зондовий мікроскоп з алмазним вістрям. Нанотехнологічні дослідження при атмосферних умовах
title_full_unstemmed	Багатофункціональний сканувальний зондовий мікроскоп з алмазним вістрям. Нанотехнологічні дослідження при атмосферних умовах
title_sort	багатофункціональний сканувальний зондовий мікроскоп з алмазним вістрям. нанотехнологічні дослідження при атмосферних умовах
publisher	Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
publishDate	2012
topic_facet	Світ інновацій
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/116082
citation_txt	Багатофункціональний сканувальний зондовий мікроскоп з алмазним вістрям. Нанотехнологічні дослідження при атмосферних умовах / О.Г. Лисенко // Наука та інновації. — 2012. — Т. 8, № 2. — С. 8-12. — Бібліогр.: 26 назв. — укр.
series	Наука та інновації
work_keys_str_mv	AT lisenkoog bagatofunkcíonalʹnijskanuvalʹnijzondovijmíkroskopzalmaznimvístrâmnanotehnologíčnídoslídžennâpriatmosfernihumovah AT lisenkoog mnogofunkcionalʹnyjskaniruûŝijzondovyjmikroskopsalmaznymostriemnanotehnologičeskieissledovaniâpriatmosfernyhusloviâh AT lisenkoog multifunctionscanningprobemicroscopewithdiamondtipnanotechnologicalresearchatambientconditions
first_indexed	2025-11-26T21:23:15Z
last_indexed	2025-11-26T21:23:15Z
_version_	1849889600115310592
fulltext	8 Наука та інновації. 2012. Т. 8. № 2. С. 8—12. О.Г. Лисенко Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України, Київ БАГАТОФУНКЦІОНАЛЬНИЙ СКАНУВАЛЬНИЙ ЗОНДОВИЙ МІКРОСКОП З АЛМАЗНИМ ВІСТРЯМ. НАНОТЕХНОЛОГІЧНІ ДОСЛІДЖЕННЯ ПРИ АТМОСФЕРНИХ УМОВАХ Представлена авторська конструкція сканувального зондового мікроскопа (СЗМ), який поєднує операції скану- вання поверхні та її модифікації. Особливостями приладу є вістря з легованого бором алмазу та електромагнітний механізм вимірювання рівня навантажень при нановзаємодіях вістря з поверхнею зразка. Показано методики ком- бінованих нанотехнологічних досліджень тонких плівок та результати формування поверхневих наноструктур кон- тактним методом. К л ю ч о в і с л о в а: сканувальна зондова мікроскопія, зондова нанотехнологія, електропровідний алмаз. © О.Г. ЛИСЕНКО, 2012 Розвиток науки та технологій неможливий без відповідного метрологічного забезпечен- ня. Особливо це стосується нанотехнології, де необхідно проводити вимірювання з наноме- тровою роздільною здатністю. Одним з мето- дів, що дає можливість проводити вимірюван- ня з нанометровою роздільною здатністю, є сканувальна зондова мікроскопія (СЗМ), в якій інформація про профіль або інші характе- ристики поверхні отримується за допомогою твердотільного зонда. Першим сканувальним зондовим мікроско- пом можна вважати прилад, створений Янгом зі співробітниками в 1972 р. [1]. Прилад скла- дався з п’єзокерамічного сканера, вольфрамо- вого вістря й мікрометричного механізму під- ведення вістря до зразка. Подібну конструк- цію мають більшість сучасних СЗМ. Основними представниками СЗМ є сканувальний ту нель- ний мікроскоп (СТМ) [1—5], принцип дії яко- го базується на реєстрації зміни тунельного струму між вістрям та поверхнею зразка при зміні відстані між ними, та атомно-силовий мік- роскоп (АСМ) [6—8], в якому реєструється від- хилення гнучкої консолі зонда при силовій взаємодії вістря зонда з поверхнею зразка. На- звані прилади працюють в основному в режи- мі сканування поверхні. Відомі також СЗМ, що мають додаткову функцію наноконтактної дії на поверхню для оцінки механічних харак- теристик зразка [9—11] або механічної наноо- бробки поверхні [12—14]. У подібних багато- функціональних приладах зазвичай викорис- товуються тригранні алмазні вістря, розміщені на гнучкій консолі. У такій конструкції при взає модії з поверхнею відбувається відхилен- ня вертикальної осі алмазної піраміди, що приз- водить до спотворень при оцінці механічних характеристик матеріалів на нанорівні. Більш придатною в даному випадку була б конструк- ція виконавчого пристрою, в якому вертикаль- на вісь вістря не змінює свого положення при його проникненні в поверхню. Такий підхід може бути реалізований при використанні ал- мазного вістря, вмонтованого в жорсткий зонд СТМ. Ще однією перевагою СТМ є те, що на 9ISSN 1815-2066. Наука та інновації. T. 8, № 2, 2012 Світ інновацій відміну від АСМ при скануванні поверхні роз- дільна здатність не залежить від радіуса окру- глення вістря, а визначається лише розмірами каналу тунелювання. Оскільки в тунельній мі- кроскопії вістря повинне бути електропровід- ним, то його необхідно виготовляти з легова- ного бором алмазу. Таким чином, при розробці приладу автором була поставлена задача забезпечити роздільну здатність при скануванні поверхні не нижче 1 нм та можливість наноконтакної дії на зразок з вимірюванням величини навантажень. При виконанні проекту в рамках прог ра ми науко- вого приладобудування НАНУ був розробле- ний багатофункціональний СЗМ з електро про- відним алмазним вістрям, призначений для ком- бінованих нанотехнологічних досліджень, що включають операції сканування поверхні, на- ноіндентування та нанесення наноподряпин. Результати, отримані при виконанні проекту, були опубліковані у провідних виданнях [15— 17], монографії [18] та доповідались на фахо- вих наукових конференціях [19—21]. У даній статті наведені особливості авторської конст- рук ції багатофункціонального СЗМ з алмазним вістрям та найновіші результати його викорис- тання в атмосферних умовах. У наступному по- відомленні планується представити конструк- цію та результати використання СЗМ з алмаз- ним вістрям для роботи в умовах вакууму. КОНСТРУКЦІЯ ТА ПРИНЦИП ДІЇ ПРИЛАДУ При розробці приладу були використані як традиційні підходи до конструювання компо- нентів СЗМ, так і оригінальні структурні рі- шення, пов’язані з особливістю багатофункці- ональних нанотехнологічних досліджень. Схе- ма і зовнішній вигляд розробленого багато- функціонального СЗМ наведена на рис. 1. Виконавчими елементами приладу є пристрої контрольованого мікро- і нанопереміщення ві- стря в 3-х напрямках. Мікропереміщення ві- стря здійснюється за допомогою прецизійного різьбового механізму, а нанопереміщення здій- снюється за відомою схемою з використанням сегментованого трубчастого п’єзоелементу [22]. Зонд з вмонтованим алмазним вістрям крі- питься безпосередньо до п’єзоелементу. Такий механізм, на відміну від гнучкої консолі, най- більш придатний для багатофункціональних нанотехнологічних досліджень, оскільки вісь вістря зонда не відхиляється при впроваджен- ні в поверхню. Вістря зонда виготовлено із синтезованих легованих бором монокристалів алмазу [15, 23]. Керування 3-координатним пристроєм переміщення зонда здійснюється за допомогою електронного блока, сполученого з комп’ютером. Особливістю розробленого приладу є елек- тромагнітний механізм вимірювання наванта- жень при нановзаємодіях вістря з поверхнею зразка. Величина навантаження визначається за рахунок вимірювання електричного струму, необхідного для підтримки постійного поло- ження предметного столика при впровадженні вістря зонда у поверхню зразка. За допомогою спеціально розробленого програмного забез- печення відслідковується зближення вістря і зразка, реєструється їх взаємодія, обробляєть- ся зібрана інформація та накопичуються екс- периментальні дані на різних носіях. При дослідженнях поверхні кожен експери- мент проводиться в три стадії. На першій ста- Рис. 1. Загальний вигляд та структурна схема багатофун к- ціонального СЗМ: 1 — трубчастий п’єзоелемент, 2 — ал- мазне вістря, 3 — предметний столик, 4 — електромагніт- ний механізм 10 ISSN 1815-2066. Science and Innovation. T. 8, № 2, 2012 Світ інновацій дії здійснюється дослідження топографії по- верхні зразка методом сканування. На цій ста- дії прилад працює як традиційний тунельний мікроскоп. Цей етап завершується аналізом отриманого зображення та вибором ділянки поверхні зразка, на якому відсутні значні нерів- ності (з перепадом висот не більше 30—50 нм). На наступному етапі проводиться інденту ван- ня або дряпання. На заключній стадії експери- менту проводиться сканування отриманого від- битка та його аналіз. ДОСЛІДЖЕННЯ ПОВЕРХНІ МЕТОДОМ СКАНУВАННЯ ТА ІНДЕНТУВАННЯ На рис. 2—5 (див. кольорову вклейку) наведе- ні результати застосування розробленого при- ладу для комбінованих досліджень методом ска- нування та індентування поверхні з наномет- ровою роздільною здатністю. Об’єктом дослі- джень були плівкові наноструктури на основі Ti—Тa—N, що застосовуються як покриття в інструментальному виробництві, медицині та електроніці. Відомо, що термічна обробка мате- ріалів може покращувати їх властивості, однак при термообробці покриттів часто погіршуєть- ся адгезія між покриттям та основою. Недослі- дженим залишається вплив термообробки на характеристики профілю плівкових структур. Досліджувалися дві групи зразків Ti—Тa—N до та після нагрівання до температури 800 °С. Як видно з рис. 2, профіль поверхні зразка до нагрівання має характерну регулярну фор- му з послідовних підйомів та впадин. Поверх- ня плів ки після термообробки є більш глад- кою з поодинокими вкрапленнями. Перепад висот по по верхні обох зразків не перевищу- вав 20 нм. На рис. 3 показані результати експериментів по індентуванню на зразках плівок Ti—Тa—N з різним рівнем навантаження. Як видно з ри- сунка, результат експерименту може бути ви- користаний для розрахунку твердості прямим методом по площі відбитка з огляду на те, що границі відбитка досить чіткі і площа проекції відбитка може бути легко визначена. Необхідно відзначити, що стандарт ISO14577 регламентує використання прямого методу для розрахунку твердості лише при розмірі відбит- ка більше 6 мкм. При менших розмірах відбит- ка рекомендується визначати твердість по кри- вій навантаження. Метод кривої навантажен- ня не враховує різноманітних викривлень від- битка (т. зв. навали та провали), шорсткість поверхні та інші фактори, тому він не завжди дає достовірну інформацію про твердість зраз- ка. Вочевидь рекомендації ISO пов’язані з тим, що вимірювання в нанометровому діапазоні є надзвичайно складною задачею: зазвичай для індентування та визначення параметрів від бит- ка використовуються різні прилади. Роз роб ле- ний багатофункціональний СЗМ дає мож ли- вість проводити ці дослідження без зміни по- ложення зразка на одному приладі, що суттєво спрощує експерименти та створює підґрунтя для розробки стандартних методик вимірю- вань твердості прямим методом в нанометро- вому діапазоні. Для створення таких методик необхідна досить об’ємна робота, яка б визна- чила вимоги до розмірів вістря, шорсткості поверхні, вплив масштабного фактора та від- повідні рекомендації щодо використання по- правочних коефіцієнтів та ін. Відзначимо, що методика індентування в ком- бінації з дослідженням параметрів відбитка та- кож дає змогу робити порівняльний аналіз ад- гезії зразків тонких плівок. При низькій адгезії плівки з підкладкою індентування зразка при- зводить до відриву плівки від підкладки. Прик- лад такого відриву показано на рис. 4, в. Автор сь- кі дослідження показали, що термооб роб ка плі- вок Ti—Тa—N не погіршує їх адгезію до підклад- ки. Характерний профіль відбитка з приз наками відриву плівки були отримані ли ше в одному експерименті з нетермообробленою плівкою. ФОРМУВАННЯ ПОВЕРХНЕВИХ НАНОСТРУКТУР КОНТАКТНИМ МЕТОДОМ Здатність СЗМ з алмазним вістрям викону- вати операції індентування може бути вико- ристана для формування профілю поверхні з 11ISSN 1815-2066. Наука та інновації. T. 8, № 2, 2012 Світ інновацій заданою регулярною структурою. Така по вер х- ня являє собою послідовність відбитків, що мо- же представляти двійниковий код носія циф- рових даних. Подібний підхід використовуєть- ся в так званому контактному методі запису інформації [24]. На рис. 4 наведені результати експериментів по формуванню поверхневих наноструктур контактним методом. Спочатку було визначене мінімально допустиме наванта- ження, при якому можна достовірно розрізняти окремий відбиток (рис. 4, а). Також була визна- чена максимально можлива щільність пос лі дов- ності відбитків на поверхні зразка (рис. 4, б), що може складати величину порядку 5—10 Тбіт/ дюйм2. У порівнянні з іншими зондовими ме- тодами надщільного запису інформації, де як нулі та одиниці можуть бути вико рис тані клас- терні групи та щільність запису ін формації ся- гає порядку 100 Тбіт/дюйм2 в умо вах вакууму [24—26], метод індентування має значно мен- ші показники щільності інформації. Однак він є більш надійним та дає можливість зберігати інформацію при атмосферних умовах. Очевид- но, що при використанні однозондових СЗМ такий метод запису інформації є надто повіль- ним для практичного застосування. Проте з роз витком багатозондових СЗМ [27] метод виг- лядає досить перспективним, особ ливо для сис- тем довгострокового зберігання інформації, що мають особливу цінність (ар хів ні документи, жи вопис, література та ін.). Ще одним прикладом технологічного вико- ристання СЗМ є так званий метод трибонолі- огафії, одним з елементів якого є формування наноструктури за рахунок дряпання поверхні [27]. На рис. 5 показані результати експери мен- тів по дряпанню поверхні кремнію алмазним ві- стрям СЗМ з різною орієнтацію вісі три гран ного алмазного вістря відносно напрямку руху зонда. В експерименті, представленому на рис. 5 зліва, дряпання провадилося гранню вістря, справа — ребром. Таким чином, відповідна орієнтація ві- стря дозволяє створювати поверхневу нанорст- рук туру, придатну для виготовлення на її ос- но ві мікросхем, пристроїв пам’яті та ін. Провід- никові доріжки на таких пристроях можуть бу ти утворені осадженням електропровідних мате- ріалів в отриманих канавках. ВИСНОВКИ Розроблено багатофункціональний прилад та комбіновані методики на базі СЗМ з алмаз- ним вістрям, що дозволяють проводити нано- технологічні дослідження, які об’єднують функ- ції сканування та індентування або дряпання поверхні. Прилад відрізняється системою ви- мірювання параметрів силової взаємодії між вістрям та поверхнею зразка, а також викорис- танням того самого легованого бором алмаз- ного вістря для модифікації та сканування по- верхні. На зразках тонких плівок Ti—Тa—N дос ліджено особливості наноструктури поверх- ні та характер відбитків при наноіндентуванні та нанодряпанні. СЗМ з алмазним вістрям є досить перспективним засобом для викорис- тання як технологічного інструменту при ви- готовленні елементів наноелектроніки та носі- їв інформації надвисокої щільності. Автор висловлює подяку інженерам В.М. Кі- р’є ву, В.І. Міцкевичу та А.В. Щербакову за ви- готовлення елементів конструкції, електроні- ки та програмного забезпечення приладу. ЛІТЕРАТУРА 1. Yong R., Ward J., Scire F. Topografiner: An Instrument for Measuring Surface Microtopography // Rev. Sci. Inst- rum. — 1972. — 43. — P. 999—1000. 2. Binnig G., Rohrer H. Scanning Tunneling Microscopy // Helv. Phys. Acta. — 1982. — 55. — P. 726—735. 3. Binnig G., Rohrer H., Gerber Ch. et al. 7x7 Reconstruc- tion on Si(111) Resolved in Real Space // Phys. Rev. Lett. — 1983. — 50, № 2. — P. 120—123. 4. Binnig G., Rohrer H. Scanning Tunneling Microscopy // Sur face Science. — 1985. — 152. — P. 17—26. 5. Binnig G., Rohrer H. Scanning Tunneling Microscopy — from Birth to Adolescence // Rev. Mod. Phys. — 1987. — 59, № 3. — P. 615—625. 6. Binnig G., Quate C.F., Gerber Ch. Atomic Force Microsco- pe // Phys. Rev. Lett. — 1986. — 56, № 9. — P. 930—933. 7. Neubauer G., Cohen S.R., McClelland G.M. Measurement of micromechanical properties using a bidirectional ato- mic force microscope with capacitative detection // Mat. Res. Soc. Symp. Proc. — 1989. — 153. — P. 307—316. 12 ISSN 1815-2066. Science and Innovation. T. 8, № 2, 2012 Світ інновацій 8. Mate СМ., Erlandsson R., McClelland G.M. et al. Atomic force microscopy studies of frictional forces // J. Vac. Sci. Technol. A. — 1988. — 6, № 3. — P. 575—576. 9. Bhushan, B., Koinkar, V.N. Nanoindentation Hardness Measurements Using Atomic Force Microscopy // Appl. Phys. Lett. — 1994. — 64. — P. 1653—1655. 10. Syed Asif S.A., Wahl K.J. Colton R.J. Nanoindentation and contact stiffness measurement using force modula- tion with a capacitive load-displacement transducer // Rev. Sci. Instr. — 1999. — 70, № 5. — P. 2408—2413. 11. Bec S., Tonck A., Georges J.-M. et al. Improvements in the indentation method with a surfaсe force apparatus. Phil. Mag. A. — 1996. — 74. — P. 1061—1072. 12. Oesterschulze, E., Malave, A., Keyser, U.F. et al. Diamond Cantilevers With Integrated Tip for Nanomachining // Diam. Rel. Mater. — 2002. — 11, № 3—6. — P. 667—671. 13. Ashida K., Morita N., Yushida Y. Study on Nano-Machi- ning Process Using Mechanism of a Friction Force Mic- ros cope // JSME Int. J., Ser. C. — 2001. — 44, № 1. — P. 244—253. 14. Kawasegi N., Takano N., Oka, D., et al. Nanomachining of Silicon Surface Using Atomic Force Microscope With Dia mond Tip // J. Manuf. Sci.Eng. — 2006. — 128, № 3. — P. 723—729. 15. Lysenko O., Novikov N., Grushko V. et al. Fabrication and Characterization of Single Crystal Semiconductive Dia- mond Tip for Combined Scanning Tunneling Microscopy // Diamond Relat. Mater. — 2008. — 17. — P. 1316—1319. 16. Lysenko O., Novikov N., Grushko V. et al Combined Scan- ning Nanoindentation and Tunneling Microscope Tech- nique by Means of Semiconductive Diamond Berkovich Tip 2007 J. Phys.: Conf. Ser. 61. — P. 740—744. 17. Lysenko O., Mamalis A., Andruschenko V. and Mitskivich E. Surface nanomachining using scanning tunneling mi- croscopy with a diamond tip // Nanotechnology Percep- ti ons. — 2010. — 6, № 1. — P. 41—50. 18. Лысенко О.Г., Грушко В.И., Новиков Н.В. Сканирующая зондовая микроскопия: основы метода, исследования и модификация поверхности алмазным нанозондом. — К.: Феникс, 2009. — 246 с. 19. Лысенко O.Г., Грушко В.И., Новиков Н.В. Сканирующая зондовая микроскопия с алмазным острием: резуль- таты и перспективы. Сборник докладов IX Между- на родной конференции «Методологические аспек - ты сканирующей зондовой микроскопии». — Минск, 2010. — С. 17—23. 20. Lysenko O., Grushko V., Mitskevich E. and Mamalis A. Sca n ning Probe Microscopy with Diamond Tip in Tri- bo-nanolithoraphy. MRS Proceedings (2011), 1318: mrsf10-1318-vv05-07. 21. Lysenko O., Novikov N., Grushko V., et al. High-density da ta storage using diamond probe technique, 2008 J. Phys.: Conf. Ser. 100 052032 (4pp). 22. Binnig G., Smith D.P.E. «Single—Tube Three-Dementio- nal Scanner for Scanning Tunelling microscopy» // Rev. Sci.Instrum. — 1986. — 57(8). — P. 1688—1689. 23. Лысенко О.Г., Новиков Н.В., Гонтарь А.Г. B и др. По лу- про водниковое алмазное острие для комбини ро ван- ной сканирующей зондовой микроскопии // Сверх- твер дые материалы. — 2006. — 164, № 6. — С. 3—12. 24. High-density data storage using proximal probe techni- ques / H.J. Mamin, B.D. Terris, L.S. Fa et al. // Proximal pro be microscopies. — 1995. — 39, № 6. — P. 681—699. 25. Sato A., Tsukamoto Y. Nanometre-scale recording and era- sing with the scanning tunnelling microscope // Natu- re. — 1993. — 363. — P. 431—432. 26. Becker R., Golovchenko A., Swartzentruber B. Atomic-sca- le Surface Modifications Using a Tunneling Microsco - pe // Nature. — 1987. — 325. — P. 419—421. О.Г. Лысенко МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ СКАНИРУЮЩИЙ ЗОНДОВИЙ МИКРОСКОП С АЛМАЗНЫМ ОСТРИЕМ. НАНОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРИ АТМОСФЕРНЫХ УСЛОВИЯХ Представлена авторская конструкция сканирующего зондового микроскопа (СЗМ), который объединяет опе- рации сканирования поверхности и ее модификации. Особенностями прибора является острие из легирован- ного бором алмаза и электромагнитный механизм изме- рения уровня нагрузок при нановзаимодействиях острия с поверхностью образца. Показана методика комбиниро- ванных нанотехнологических исследований тонких пле- нок и результаты формирования поверхностных нано- структур контактным методом. Ключевые слова: сканирующая зондовая микроско- пия, зондовая нанотехнология, электропроводный алмаз. O.G. Lysenko MULTIFUNCTION SCANNING PROBE MICROSCOPE WITH DIAMOND TIP. NANOTECHNOLOGICAL RESEARCH AT AMBIENT CONDITIONS. The author’s design of scanning probe microscope (SPM), which combines surface scanning and modifications is pre- sented. The features of the device are boron doped diamond tip, and electromagnetic mechanism to measure the level of loads during nanointeractions between the tip and the sam- ple surface. The techniques of combined nanotechnology research of thin films and the results of the formation of sur- face nanostructures with contact method are shown. Key words: scanning probe microscopy probe nanotech- nology, conductive diamond. Стаття надійшла до редакції 04.01.12 Рис. 2. Тривимірне СТМ-зображення фрагментів поверхні плівок Ti—Ta—N: а — вихідна плівка, б — плівка після термічної обробки при температурі 800 °С а а в б б г Рис. 3. Тривимірне СТМ-зображення фрагментів поверхні плівок Ti—Ta—N після індентування ВКЛЕЙКА ДО СТАТТІ О.Г. ЛИСЕНКО Рис. 5. Формування поверхневих наноструктур алмазним нанозондом методом нанодряпання а а б б Рис. 4. Формування поверхневих наноструктур алмазним нанозондом методом нановдавлювання

Багатофункціональний сканувальний зондовий мікроскоп з алмазним вістрям. Нанотехнологічні дослідження при атмосферних умовах

Репозитарії

Схожі ресурси