Наноразмерные структуры: классификация, формирование и исследование. Булыгина Е.В - 38 стр.

    6. ИССЛЕДОВАНИЕ НАНОСТРУКТУР С ПОМОЩЬЮ СКАНИРУЮЩЕЙ
                    ЗОНДОВОЙ МИКРОСКОПИИ
     При изучении курсов в области нанотехнологии и основ наноэлектроники немаловажное
значение имеет решение прикладных задач в рамках управлений и лабораторных практикумов.
Лишь выполнение конкретных исследований, практических упражнений и лабораторных работ
способствует более глубокому усвоению основных теоретических положений. В процессе
выполнения практических упражнений создаются определенные условия для получения
студентами необходимых навыков в пользовании специализированными наноизмерительными
приборами, у студентов накапливается определенный опыт экспериментирования и развивается
критический подход к результатам проведенного эксперимента, формируются навыки по его
анализу и интерпретации. Данный практикум               составлен применительно        к
специализированным учебным лабораторным комплексам NanoEducator (фирмы NT MDT),
однако он может быть использован и при наличии профессионального СЗМ оборудования.

                Основные теоретические положения о методах микроскопии

     В настоящее время существует целый ряд способов получения информации о структуре
вещества в нанометровом диапазоне размерностей. Среди них сканирующая зондовая и
электронная микроскопии, различные виды спектроскопии, рентгеноструктурный анализ,
ядерный магнитный резонанс и другие. Ограничимся описанием базовых на сегодняшний
момент средств и методов сканирующей зондовой микроскопии (СЗМ)
     СЗМ обладает достаточно широким набором методик для исследования поверхностей.
Общим для всех методов является наличие заостренного зонда, как инструмента работы с
поверхностью образцов. Существуют контактные, полуконтактные и бесконтактные режимы
работы, а также различные режимы работы, среди которых: туннельный режим, атомно-
силовой режим, режим спектроскопии3, метод зонда Кельвина, режимы электросиловой,
магнитносиловой, ближнепольной оптической, конфокальной микроскопии и др. С помощью
этих методик можно измерять не только топологию структуры, но и множество специальных
свойств, таких как модули упругости, распределение различных веществ по поверхности,
степень шероховатости поверхности, распределение статического заряда, ориентация
магнитных доменов, и мн. др. (табл.6.1.).

                          Табл.6.1. Характеристики основных методов и методик микроскопии.
№      Наименование                    Общие характеристики
1. Сканирующая туннельная микроскопия (СТМ)
1.1    Метод      постоянной    тока Измерение рельефа поверхности при сканировании
       (Constant Current mode)         образца проводящим зондом, при этом система
                                       обратной связи поддерживает постоянной величину
                                       туннельного тока между зондами и поверхностью
1.2. Метод постоянной высоты           Измерение рельефа поверхности при сканировании
       (Constant Height mode)          образца проводящим зондом , при этом система
                                       обратной связи поддерживает постоянной величину
                                       туннельного тока между зондом и поверхностью и z-
                                       координата сканера поддерживается постоянной
1.3. Метод отображение работы Измерение рельефа поверхности получается путем
       выхода                          поточечного измерения логарифмических изменений
                                       туннельного тока при изменении расстояния зонд-
                                       образец
1.4. Метод I(z) спектроскопии          Измеряет туннельный ток в зависимости от расстояния
                                       зон-образец в каждой точке СТМ изображения.


3
       здесь под спектроскопией имеется ввиду измерение зависимости сил от расстояния
                                                                                        4