Исследование и разработка комплекса методик для совершенствования функциональных и точностных характеристик атомно-силовой и магнитно-силовой микроскопии тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.11.13, кандидат наук Краснобородько, Сергей Юрьевич

• Краснобородько, Сергей Юрьевич
• кандидат наук
• 2014

Оглавление диссертации кандидат наук Краснобородько, Сергей Юрьевич

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 1

Глава 2. Разработка кантилеверов сканирующей силовой микроскопии для повышения точностных характеристик методов

2.1. Метод заострения игл кремниевых кантилеверов с использованием ионно-лучевого травления с рассфокусированным лучом

2.2. Создание магнитного кантилевера с использованием метода импульсно-плазменного осаждения сверхтонких пленок

Выводы по главе 2

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 3

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 по главе 4

Основные результаты и выводы

Список используемой литературы

Приложения

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование и разработка комплекса методик для совершенствования функциональных и точностных характеристик атомно-силовой и магнитно-силовой микроскопии»

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 (АСМ) 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 АСМ и МСМ, так и методик измерений, для повышения функциональных и точностных характеристик методов.

Цель диссертационной работы - разработка способов формирования кантилевров для АСМ 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.

2. Создание магнитных кантилеверов с использованием метода импульсно-плазменного осаждения сверхтонких пленок.

3. Разработка методики проведения измерений в динамической моде атомно-силовой микроскопии, учитывающей сдвиг резонансной частоты колебаний кантилевера.

4. Разработка методики измерений сложнопрофильных микро- и нанообъектов на основе атомно-силовой микроскопии

5. Установление закономерностей процесса влияния условий намагничивания кантилевера на чувствительность метода магнитно-силовой микроскопии

6. Разработка методики измерений в магнитно- силовой микроскопии, учитывающей паразитное действие электростатических сил.

7. Апробация разработанных методик измерений при исследовании микро- и нанобъектов.

Научная новизна.

1. Предложен метод одновременного заострения игл массива кремниевых кантилеверов с использованием ионно-лучевого травления с расфокусированным лучом.

2. Предложен способ создания магнитного кантилевера с использованием метода импульсно- плазменного осаждения сверхтонких пленок, обеспечивающий повышенную разрешающую способность и чувствительность метода магнитно-силовой микроскопии.

3. Предложена методика адаптивной подстройки частоты колебаний кантилевера при изменении усилия прижима, обеспечивающая повышение разрешающей способности метода атомно-силовой микроскопии в динамической моде.

4. Предложена методика измерения прогиба сложнопрофильных микромембранных структур для оценки чувствительности микромеханических устройств со сверхтонкой мембраной.

5. Установлены закономерности изменения фазового сигнала от магнитотвердого кантилевера при отклонении его намагниченности от оси симметрии в магнитно-силовой микроскопии.

6. Предложена методика трехпроходных измерений в магнитно-силовой микроскопии для исключения влияния дальнодействующих электростатических сил.

Практическая значимость работы и использование полученных результатов.

Разработанная методика трехпроходных измерений в магнитно-силовой микроскопии внедрена в ЗАО "НТ-МДТ", г. Москва. Внедрение данной методики обеспечивает повышение достоверности в исследовании магнитной доменной структуры гетерогенных образцов, благодаря исключению влияния электрического поверхностного потенциала на магнитный сигнал при получении МСМ изображения.

Разработанный метод заострения игл кремниевых кантилеверов с использованием ионно-лучевого травления с расфокусированным лучом, обеспечивающий возможность групповой обработки кантилеверов на кремниевых пластинах, внедрен в учебно-научно-технологическую лабораторию "Графеновые нанотехнологии" СВФУ им. М.К. Аммосова и созданный на ее базе МИП «Графен», г. Якутск.

В Российском научно-техническом центре информации по стандартизации, метрологии и оценке соответствия зарегистрированы разработанные в настоящей работе следующие методики:

1. Методика определения толщин сверхтонких пленок на основе атомно-силовой микроскопии (ГССД № МЭ 141-2008).

2. Методика измерения прогиба сложнопрофильных микро- и наномембранных структур на основе атомно-силовой микроскопии (ГССД № МЭ 142-2008).

3. Методика экспериментального определения магнитных свойств нан объектов на основе 3-х проходных измерений в магнитно-силовой микроскопии (ГССД № МЭ 157-2010).

Результаты работы использованы при выполнении хоздоговорных НИР в рамках ФЦП "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России" на 2007-2012 года.

Результаты диссертации внедрены в учебный процесс МИЭТ на кафедре «Интегральная электроника и микросистемы», используются при чтении курса лекций "Технологические процессы наноэлектроники" и соответствующем лабораторном практикуме для магистрантов 1-го и 2-го курсов.

Апробация результатов работы.

Основные результаты работы докладывались на следующих международных и всероссийских научных конференциях и семинарах: 12-я Всероссийская межвузовская научно-техническая конференция студентов и аспирантов "Микроэлектроника и информатика 2005", Москва, 2005; International conference "Micro- and nanoelectronics -2005". Zvenigorod, 2005; IX Международный симпозиум "Нанофизика и наноэлкетроника", Нижний Новгород, 2005; V Международная научно-техническая конференция "Электроника и информатика 2005", Москва, 2005; Всероссийская научная конференция "Индустрия наносистем и материалы", Москва, 2005; 13-я Всероссийская межвузовская научно-техническая конференция студентов и аспирантов "Микроэлектроника и информатика 2006", Москва, 2006; Всероссийская научная конференция "Индустрия наносистем и материалы", Москва, 2006; 14-я Всероссийская межвузовская научно-техническая конференция студентов и аспирантов "Микроэлектроника и информатика 2007", Москва, 2007; XIX Международная конференция "Материалы с особыми физическими свойствами и магнитные системы", Суздаль, 2007; 14-я Всероссийская межвузовская научно-техническая конференция студентов и аспирантов "Микроэлектроника и информатика 2007", Москва, 2007; XII Международный симпозиум "Нанофизика и наноэлкетроника", Нижний Новгород, 2008; Международная научно-техническая конференция "Микроэлектроника и наноинженерия - 2008", Москва, 2008; Всероссийская молодежная конференция "Актуальные проблемы нано- и микроэлектроники", Уфа, 2012; X Международная конференция "Методологичесеие аспекты сканирующей зондовой микроскопии", Минск, 2012г.; 9-я Международная конференция "Биокатализ: фундаментальные основы и применеие" Биокатализ-2013, Москва, 2013; X Международная научно-практическая конференция "Нанотехнологии - производству 2014", Фрязино, 2014; Первая Всероссийская научно-техническая "Метрология в нанотехнологиях",

Москва, 2014; International conference "Piezoresponse Force Microscopy and Nanoscale Phenomena in Polar Materials" (PFM-2014), Екатеринбург, 2014; International conference "Micro- and nanoelectronics - 2014", Zvenigorod, 2014.

Публикации.

По материалам диссертации опубликовано 29 работ, включая 6 статей в изданиях, входящих в перечень ВАК, 3 методики, аттестованные Российским научно-техническим центром информации по стандартизации, метрологии и оценке соответствия, а также 20 - в сборниках научных трудов, материалах и тезисах докладов международных и российских научно-технических конференций.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Метод группового заострения игл массива кремниевых кантилеверов с использованием ионно-лучевого травления с расфокусированным лучом обеспечивает уменьшение радиуса закругления острия игл при создании кантилеверов. Минимальное значение радиуса закругления игл достигается, когда ось симметрии игл ориентирована под углом 75° к направлению движения потока ионов.

2. Высокоточная оценка чувствительности микромеханических устройств, характеризующихся сверхтонкой мембраной, в производственном процессе возможна с использованием атомно- силовой микроскопии в динамической моде при пониженном усилии прижатия кантилевера.

3. Сдвиг резонансной частоты колебаний кантилевера зависит от усилия прижатия кантилевера к поверхности материала и влияет на разрешающую способность атомно-силовой микроскопии в динамической моде. Для повышения разрешающей способности необходимо производить адаптивную подстройку резонансной частоты, учитывающую сдвиг.

4. Для регистрации реального магнитного отклика от исследуемых микро- и нанообъектов в магнитно- силовой микроскопии необходимым условием является намагничивание иглы магнитного кантилевера вдоль ее оси.

5. Для исключения паразитного влияния дальнодействующих электростатических сил, при исследовании магнитных свойств микро- и

нанообъектов целесообразно использовать методику трехпроходных измерений, обеспечивающую компенсацию электростатического взаимодействия.

Структура и объем диссертации.

Диссертация состоит из введения, четырех глав с выводами, основных результатов и выводов по работе, списка использованных источников из 136 наименований и приложения, содержащего акты о внедрении и использовании результатов работы. Основное содержание работы изложено на 154 страницах машинописного текста и содержит 102 рисунка и 6 таблиц.

В первой главе рассмотрено современное состояние сканирующей силовой микроскопии. Представлены сведения о особенностях метода атомно-силовой и магнитно-силовой микроскопии. Показано, что необходима модификация кантилеверов для повышения чувствительности данных методов. Проведен анализ основных существующих проблем и сформулированы основные решаемые в работе задачи.

Вторая глава посвящена разработке кантилеверов, обеспечивающих повышение точностных характеристик методов атомно- и магнитно-силовой микроскопии. Представлены сведения о разработанном методе заострения игл массива кремниевых кантилеверов с использованием ионно-лучевого травления с расфокусированным пучком. Представлены сведения о предложенном способе создания магнитного кантилевера с использованием импульсно- плазменного осаждения на кремниевый кантилевер магнитной аморфной пленки, обеспечивающего повышенную чувствительность и разрешающую способность метода магнитно-силовой микроскопии.

Третья глава посвящена методикам измерений для совершенствования функциональных и точностных характеристик атомно-силовой микроскопии. Предложена методика проведения измерений в динамической моде атомно-силовой микроскопии, учитывающая имеющий место сдвиг резонансной частоты колебаний кантилевера. Изложена методика измерений сложнопрофильных микро-и нанообъектов на основе атомно-силовой микроскопии.

В четвертой главе представлены результаты разработки методик измерений для совершенствования функциональных и точностных характеристик магнитно -

силовой микроскопии. Представлены результаты анализа погрешностей, возникающих при измерениях в магнитно-силовой микроскопии. При исследовании влияния боковой намагниченности иглы МСМ кантилевера на характер ее магнитного взаимодействия с локальными объектами установлены закономерности процесса влияния условий намагничивания кантилевера на чувствительность метода магнитно-силовой микроскопии. Разработана методика трехпроходных измерений в магнитно-силовой микроскопии, учитывающая паразитное действие дальнодействующих электростатических сил. Представлены результаты апробации разработанных методик измерений при исследовании микро- и нанобъектов на основе МСМ.

Приложение содержит акты о внедрении и использовании результатов диссертационной работы.

Глава 1. Представление о методах сканирующей силовой микроскопии

1.1 Классификация методов и особенности проведения измерений сканирующей силовой микроскопии

В настоящее время новые материалы, содержащие структурные элементы, геометрические размеры которых находятся в нанометровом диапазоне, уже вышли за пределы научных лабораторий и начинают использоваться в электронике, машиностроении, строительстве, медицине и других отраслях, окружающих нас. В связи с этим, особенно актуально стоит вопрос создания инструментов и методов для измерения параметров объектов, линейные размеры которых находятся в нанодиапазоне. Одними из основных методов, обеспечивающих высокую точность в диапазоне нанометров является сканирующая силовая микроскопия (ССМ) [1-9], позволяющая получать комплексную информацию о характеристиках поверхности образца, таких как рельеф, жесткость, адгезия, проводимость, электростатическая и магнитная карты, за один цикл сканирования. ССМ - это ряд методов, которые в качестве микромеханического зонда применяют кантилевер, представляющий собой основание, к которому крепится гибкая балка, на дальнем от основания конце которой перпендикулярно к балке расположена острая игла. Методы ССМ основаны на регистрации взаимодействия кантилевера с образцом, которое в свою очередь определяется расстоянием между поверхностью образца и зондом, материалом покрытия зонда и т.д. Большинство сканирующих силовых микроскопов содержит компоненты, показанные на рис. 1.1 [5].

Образец размещается на пьезосканере, который обеспечивает его перемещение в пространстве по трем координатам. Для регистрации силового взаимодействия в ССМ используются специальные зондовые датчики (кантилеверы), представляющие собой упругую консоль с острым зондом на конце.

Кантилевер размещается над образцом. Лазерный луч фокусируется на отражающей поверхности незакрепленного конца балки кантилевера. Силы, действующие на иглу, приводят к изгибу балки кантилевера, который регистрируется с помощью четырехсекционного фотодиода. Он регистрирует угловые перемещения лазерного луча, отраженного от поверхности балки кантилевера. Регистрируя величину изгиба, можно контролировать силу взаимодействия зонда с поверхностью [10,11]. При исследованиях образцов кантилевер сканирует выбранный участок поверхности, и измерительная система регистрирует суммарную силу взаимодействия в системе: зонд - образец. Результаты измерений после обработки выводятся на экран монитора компьютера и представляют собой трехмерные изображения поверхности или ее свойств.

Одним из основных методов ССМ является атомно-силовая микроскопия (АСМ). Качественно работу АСМ можно пояснить на примере ван-дер-ваальсовых взаимодействий [12-13].

Условно методы получения информации о рельефе и свойствах поверхности с использованием АСМ можно разбить на две большие группы - контактные квазистатические и бесконтактные колебательные. В контактных квазистатических методиках остриё зонда находится в непосредственном соприкосновении с поверхностью, при этом силы притяжения и отталкивания, действующие со

стороны образца, уравновешиваются силой упругости консоли. При сканировании образца в режиме Fz = const система обратной связи поддерживает постоянной величину изгиба кантилевера [5]. При этом управляющее напряжение в петле обратной связи, подающееся на Z-электрод сканера, будет пропорционально рельефу поверхности образца.

Недостаток контактных АСМ методик - непосредственное механическое взаимодействие зонда с поверхностью. Это часто приводит к поломке зондов и разрушению поверхности образцов в процессе сканирования. Кроме того, контактные методики практически не могут быть использованы для исследования образцов, обладающих малой механической жесткостью, таких, как структуры на основе органических материалов и биологические объекты.

Широкое применение получили колебательные методики, основанные на регистрации параметров взаимодействия колеблющегося кантилевера с поверхностью образцов. Данные методики позволяют существенно уменьшить механическое воздействие зонда на образец в процессе сканирования. Кроме того, развитие колебательных методик существенно расширило арсенал возможностей АСМ по измерению различных свойств поверхности образцов.

В бесконтактном режиме кантилевер совершает вынужденные колебания с малой амплитудой порядка нескольких нанометров. При приближении зонда к поверхности на кантилевер начинает действовать дополнительная сила со стороны образца - Fls. При ван-дер-ваальсовом взаимодействии это соответствует области расстояний между зондом и образцом, где действует сила притяжения. Если зонд АСМ находится на расстоянии z0 от поверхности, то для малых колебаний можно записать:

8F

F,s=Fli0+~(z0)-z(t). (1.1)

OZ

Наличие градиента сил приводит к изменению эффективной жесткости системы:

KM>=k-F;. (1.2)

Амплитудно-частотная характеристика системы в присутствие неоднородной силы записывается в виде [14]:

А(со)

И, соответственно, ФЧХ:

щф\

, 2 „ 2

\/ 2 2 К \2 СО'(О'

(1.3)

т

Q1

ср( со ) — arctg

coco „

Q

0)1 -со2 -

F'

т

(1.4)

Таким образом, наличие градиента силы взаимодействия зонда с поверхностью образца приводит к дополнительному сдвигу резонансной частоты системы. В присутствии внешней силы резонансная частота равна

2б2 к

о)2г/=со20

1

= <»ы-

Е

_£_

т

Следовательно, дополнительный сдвиг АЧХ равен

Ac0 = c0rd-(0r/=ü)rd

1-1-

F'.

тсо

rd у

(1.5)

(1.6)

7г —са.......ч-.

СО * СО о

(Off Mrct

Рисунок 1.2 - Изменение АЧХ и ФЧХ кантилевера под действием градиента

силы

Дополнительный сдвиг фазы, обусловленный градиентом силы, будет равен

[15]:

= = • (1-7)

2 к

Он определяется производной Z-компоненты силы по координате z. Данное

обстоятельство используется для получения фазового контраста в АСМ

14

исследованиях поверхности.

Промежуточное положение между контактным и бесконтактным занимает режим периодического кратковременного контакта иглы с поверхностью в процессе сканирования, так называемый "полуконтактный" режим. В этом режиме консоль колеблется на собственной резонансной частоте с высокой амплитудой порядка 50-100 нм. При таких амплитудах игла соприкасается с поверхностью в момент максимального отклонения консоли вниз от положения равновесия, что существенно изменяет частоту, фазу и амплитуду его колебаний. Полуконтактный режим АСМ характеризуется более высоким разрешением в горизонтальной плоскости по сравнению с контактным режимом. Также, при использовании резонансной моды, достигается эффект снижения давления на поверхность со стороны зонда в процессе измерения топографии более, чем в 1000 раз по сравнению с режимом измерения топографии в контактном режиме [16, 17]. Так, например, в контактном режиме сила воздействия на поверхность образца в зависимости от жесткости балки кантилевера может составлять ~ 10'9-10"6 Н, тогда как в резонансной моде сила воздействия на поверхность составляет ~ 10'12 Н. С использованием резонансной моды удалось исследовать мягкие образцы, такие как полимеры и биологические объекты [18-22].

Принцип работы магнитно-силовой микроскопии (МСМ) [6-7, 23-31] основан на магнитном взаимодействии зонда с образцом. По существу МСМ представляет собой атомно-силовой микроскоп, у которого зонд сделан из магнитного материала. Сила, действующая на такой зонд в магнитном поле в пространстве над образцом, приводит к изгибу консоли.

Таким образом, регистрируя величину изгиба консоли, можно контролировать силу магнитного взаимодействия зонда с образцом.

Для получения МСМ изображения образцов с сильно развитым рельефом используется двухпроходная методика. В каждой строке сканирования на первом проходе в "полуконтактном" режиме записывается рельеф поверхности. На втором проходе зондовый датчик движется над образцом по траектории, соответствующей рельефу, так, что расстояние между датчиком и поверхностью в каждой точке равно величине z0 = const, определяемой оператором [5]. МСМ изображение

формируется посредством регистрации изменений амплитуды или фазы колебаний кантилевера.

Таким образом, при построчном сканировании из профилей, полученных при первом проходе, формируется изображение рельефа поверхности, а из профилей, полученных на втором проходе - магнитный контраст от этого же участка поверхности.

Изменения частоты, амплитуды и фазы колебаний кантилевера, помещенного в неоднородное магнитное поле, определяются следующими выражениями (в предположении малости амплитуды колебаний и величины силового взаимодействия) [28-31]:

АА = -

2А0д Зл/Зк

дР' (1-9)

дг

ало

к дг

где Юо - резонансная частота, - добротность, к - жесткость кантилевера. Ъ- компонента градиента силы магнитного взаимодействия ^ определяется следующим образом [28]:

г Ят J

дг

Г.. д2н„ д2н д2Н„Л М.„-¿г- + М„.-г2- + м„

ч » дг2 ,г дг2 у

¿г,. (1.11)

Из формул (1.08-1.10) следует, что при сканировании параметры колебаний кантилевера будут изменяться в тех местах, где магнитное поле, создаваемое образцом, меняется по величине или направлению. Для пленочных магнитных структур это, в основном, границы между доменами (доменные стенки), а для однородно намагниченных субмикронных частиц - их края, где формируются магнитные полюса.

Таким образом, получаемое в МСМ изображение (его иногда называют магнитным контрастом) отображает распределение второй пространственной производной магнитного поля вдоль поверхности образца.

Максимальная чувствительность МСМ достигается при определенных частотах возбуждения кантилевера[34]. При проведении МСМ исследований в

вакууме добротность кантилевера возрастает в 10+100 раз, что приводит к существенному увеличению чувствительности микроскопа [35].

Широкое распространение получили зондовые микроскопы, позволяющие проводить МСМ измерения во внешнем магнитном поле [20, 36-39]. Использование дополнительного внешнего поля позволяет in situ изучать процессы перераспределения намагниченности образцов. Для создания полей используются постоянные магниты и электромагниты. Постоянные магниты обладают определенным преимуществом, так как термодрейф образца в микроскопах с постоянным магнитом значительно меньше [36]. В простейшем случае, сканер вместе с образцом помещаются между полюсами достаточно большого магнита. Однако из-за большого зазора между полюсами в таких устройствах не удается получать на образце поля более 400 Э [40]. Наибольшее распространение получили схемы совмещения зондового микроскопа и магнита, когда магнитные полюса расположены максимально близко к образцу, а зазор между полюсами составляет всего несколько миллиметров [36].

Существуют и другие методы ССМ, например электро-силоваия микроскопия [32] - метод, позволяющий получать изображения локальных электрически -заряженных областей на поверхности образцов путем регистрации взаимодействия кантилевера с электрическими зарядами, сканирующая силовая кельвиновская микроскопия [33] - метод, дающий возможность получать картины распределения электрических потенциалов на поверхности образцов, сканирующая емкостная микроскопия [8] — метод, позволяющий регистрировать величину, пропорциональную dC/dU или dC/dz, в системе: образец - зонд, где U - переменное напряжение между зондом и исследуемым образцом, z - расстояние между острием зонда и приповерхностной областью образца.

Несмотря на уже достаточно долгое и успешное применение методов АСМ и МСМ, до сих пор не были изучены в деталях силы, возникающие между острием иглы кантилевера и исследуемой поверхностью. А ведь именно действие этих сил вносит основной вклад в получаемые результаты.

В работе [41] авторы Anders Kuhle, Alexis H.Sorensen и Jakob Bohro впервые описывают роль сил притяжения в полуконтактной моде атомно — силовой микроскопии. Они представили экспериментальные и числовые результаты,

демонстрирующие решающее влияние сил притяжения на поведение колеблющегося зонда в полуконтактной моде АСМ на воздухе. Авторы показали, что силы притяжения в комбинации с упругими силами отталкивания вызывают точки неустойчивости в пространстве параметров сканирования, таких как, амплитуда колебаний кантилевера, резонансная частота колебаний и расстояние между зондом и образцом.

На рис. 1.3 приведены амплитудо - частотные характеристики (а) и фазо — частотные характеристики (Ь), смоделированные авторами. Силы отталкивания действуют только на кривые помеченные буквой R, силы притяжения - на кривые, помеченные буквой А. Толстой линией помечены кривые, которые характерны для режима работы когда присутствуют как силы отталкивания так и силы притяжения. Пунктирные линии соответствуют свободным колебаниям. Вставка показывает скачки в моделировании из-за переключений между метастабильным решением кривой А и толстой кривой.

Frequency [kHz]

Рисунок 1.3 - Амплитудо - частотные и фазо - частотные характеристики

кантилевера

На рис. 1.4 представлена зависимость амплитуды колебаний кантилевера от

расстояния между зондом и образцом, полученная на SiOx. Амплитуда свободных

колебаний кантилевера fc составляет порядка 35нм. Данные полученные при f=fc

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Краснобородько, Сергей Юрьевич, 2014 год

Список используемой литературы

1. G.Binnig, C.F.Quate, Ch.Gerber - Atomic force microscope. // Physical Review Letters. - 1986. - V.56. - № 9. - P. 930 - 933.

2. Neubauer G., Cohen S., McClelland G. Measurement of micromechanical properties using a bi-directional atomic force microscopy with capacitative detection // Mat. Res. Soc. Symp. Proc. - 1989. - Vol. 153. - P. 307 - 316.

3. Neubauer G., Cohen S., McClelland G., Home D. Force microscopy with bidirectional capacitance sensor // Rev. Sci. Instrum. - 1990. - Vol. 61, № 9. - P. 2296 -2308.

4. Frisbie C., Rozsnyai L., Noy A., Wrighton M., Lieber C. 1994. Functional group imaging by chemical force microscopy // Sci. - 1994. - Vol. 265. - P. 2071 - 2074.

5. B.JI. Миронов - «Основы сканирующей зондовой микроскопии», Нижний Новгород, 2004, 110с.

6. Martin Y., Wickramasinghe Н. Magnetic imaging by "force microscopy" with 1000 A resolution // Appl. Phys. Lett. - 1987. - Vol. 50, № 20. - P. 1455 - 1457.

7. Wadas A., Grutter P. Theoretical approach to magnetic force microscopy // Phys. Rev. - 1989. - Vol. B39, № 16. - P. 12013 - 12017.

8. Matey, J.R. Scanning capacitance microscopy / J.R.Matey, J.Blanc // Journal of Applied Physics. - 1985. - V.57. - № 5. - P.1437-1444.

9. Неволин B.K. Зондовые нанотехнологии в электронике // М.: Техносфера. — 2006.-С. 160.

10. Meyer, G. Novel optical approach to atomic force microscopy. / Meyer G., Amer N.M. //Applied Physics Letters. - 1988. - V.53. - P.1045-1047.

11. Alexander, S. An atomic-resolution atomic-force microscope implemented using an optical lever. / Alexander S., Hellemans L., Marti O., Schneir J.J., Elings V., Hansma P.K., Longmire M., Gurley J. // Journal of Applied Physics. - 1989. - V.65. - P. 164.

12. Бараш Ю.С. - "Силы Ван-дер-Ваальса", M: "Наука", 1988, 344 с.

13. Saint Jean, М. Van der Waals and capacitive forces in atomic force microscopies. / M.Saint Jean, S.Hudlet, C.Guthmann, J.Berger // Journal of Applied Physics. - 1999. -V.86. - P.5245—5248.

14. Горелик Г.С. - Колебания и волны, М.: Физматлит, 2008, 655 с.

15. Magonov, S.N. Phase imaging and stiffness in tapping-mode atomic force microscopy. / S.N.Magonov, V.Elings, M.-H.Whangbo // Surface Science. - 1997. -V.375. — P L385-L391.

16. Ducker W.A., Cook R.F., Clarke D.R.: Force measurement using an AC atomic force microscope. // J. Appl. Phys. 1990, 67 (9), c. 4045-4052.

17. Ueyama H., Ohta M., Sugawara Y., Morita S.: Atomically resolved InP(l 10) surface observed with noncontact ultrahigh vacuum atomic force microscope.// Jpn. J. Appl. Phys. 1995, V. 34, c. L1086-L1088.

18. M.-H. Whangbo, S. N. Magonov, H. Bengel.: Tip-sample force interactions and surface stiffness in scanning probe microscopy.// Probe Microscopy, 1997, 1, c.23.

19. V.A.Bykov, V.A.Fedirko.: Scanning probe microscopy for biological object investigation.// In "Spectroscopy of Biolog. Molecules, ed. by J.C.Merlin, S. Turrell and J.P.Huvenne. Kliver Acad. Publ., Dordrecht/ Boston/ London, 1995, c. 471-472.

20. Cleveland, J.P. Energy dissipation in tapping-mode atomic force microscopy. / J.P.Cleveland, B.Anczykowski, A.E.Schmid, V.B.Elings // Applied Physics Letters. -1998 - V.72. - P.2613-2615.

21. Tamayo, J. Relationship between phase shift and energy dissipation in tapping-mode atomic force microscopy. / J.Tamayo, R.Garcia // Applied Physics Letters. - 1998. -V.73. - P.2926-2928.

22. Tamayo, J. Energy dissipation in tapping-mode atomic force microscopy with low quality factors. / J.Tamayo // Applied Physics Letters. - 1999. - V.75. - P.3569-3571.

23. Martin, Y. High resolution magnetic Imaging of domain in TbFe by force microscopy. / Martin Y., Rugar D.,Wickramasinghe H.K. // Applied Physics Letters. — 1988.-V.52.-P.244-248.

24. Porthum, S. Magnetic force microscopy of thin film media for high density magnetic recording. / Porthum S., Abelmann L., Lodder C. // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. - 1998. - V.182. - P.238-273.

25. Koblischka, M.R. Recent advances in magnetic force microscopy. / Koblischka M.R., Hartmann U. // Ultramicroscopy. - 2003. - V.97. - P. 103-112.

26. Martin, J.I. Ordered magnetic nanostructures: fabrication and properties. / Martin J.I., Nogues J., Liu K., Vicent J.L., Schuller I.K // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. -2003. - V.256. - P.449-501.

27. Freeman, M.R. Advances in Magnetic Microscopy. / Freeman M.R., Choi B.C. // Science. - 2001. - V.294. - P. 1484-1488.

28. Rugar, D. Magnetic Force Microscopy: General Principles and Application to Longitudinal Recording Media. / Rugar D., Mamin H.J., Guethner P., Lambert S.E., Stern J.E., McFadyen I., Yogi T. // Journal of Applied Physics. - 1990. - V.68. - P.l 1691183.

29. Schönenberger, C. Understanding Magnetic Force Microscopy. / Schönenberger C., Alvarado S.F. // Zeitschrift für Physik B: Condensed Matter. - 1990. - V.80. - P.373-383.

30. Wadas, A. Theoretical Approach to Magnetic Force Microscopy. / Wadas A., Grütter P. // Physical Review B. - 1989. - V.39. - P.12013-12017.

31. Bradbury, D.L. Interpretation of Low-Coercivity Tip Response in MFM Imaging. / Bradbury D.L., Folks L., Street R. // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. -1998. - V.177-181. - P.980-981.

32. Watanabe S., Hane K., Ito M., Goto T. Dynamic mode force microscopy for the detection of lateral and vertical electrostatic forces // Appl. Phys. Lett. - 1993. - Vol. 63, № 18.-P. 2573-2575.

33. Nonnenmacher M., O'Boyle M.P., Wickramasinghe H.K. Kelvin probe force microscopy // Appl. Phys. Lett. - 1991. - Vol. 58, № 25. - P. 2921 - 2923.

34. Schaffer, T.E. Magnetic force gradient mapping. / Schaffer T.E., Radmacher M., Proksch P. // Journal of Applied Physics. - 2003. - V.94. - P. 6525-6532.

35. Wadas, A. Magnetostatic Interaction Studied by Force Microscopy in Ultrahigh Vacuum. / Wadas A., Dreyer M., Löhndorf M., Wiesendanger R. // Applied Physics A. -1997. - V.64.-P.353-355.

36. Proksch, R. High field magnetic force microscopy. / Proksch R., Runge E, Hansma P.K., Foss S., Walsh B. // Journal of Applied Physics. - 1995. - V.78. - P.3303-3307.

37. Meloa, L.V. Magnetic dynamic behavior of nanomagnets studied by Magnetic Force Microscopy with external field. / Meloa L.V., Brogueira P. // Materials Science and Engineering. - 2003. - V. C 23. - P.935-938.

38. Temiryazev, A.G. Surface domains in inhomogeneous yttrium iron garnet. / Temiryazev A.G., Tikhomirova M.P., Fedorov I. // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. - 2003. - V.258-259. - P.580-582.

39. Demidov V. E. MFM Study of Locally Modified Interlayer Exchange Coupling in Fe/Cr/Fe Trilayers. / Demidov V. E., Kholin D. I., Demokritov S. O., Hillebrands B.,Wegelin F., Marien J., Alexeev A. M., Efimov A. E. // AIP Conference Proceedings 696, Scanning Tunneling Microscopy/Spectroscopy and Related Techniques: 12th International Conf., 2003,- P.623-628.

40. Lohndorf, M. Micromagnetic properties and magnetization switching of single domain Co dots studied by magnetic force microscopy. / Lohndorf M., Wadas A., Ltitjering G., Weiss D., Wiesendanger R. // Zeitschrift fur Physik B: Condensed Matter. -1996.-V.101. - P. 1-2.

41. A. Kuhle, A.H. Sorensen and J.Bohr: Role of attractive forces in tapping tip force microscopy//J.AppLPhys., 1997, 81(10), 6562.

42. Ricardo Garcia and Alvaro San Paulo: Dynamics of a vibrating tip near or in intermittent contact with a surface// Physical Review 0163-1829/2000,61(20).

43. B.Gotsmann and H.Fuchs.// Phys.Rev.Lett. 86, 2597,2001.

44. A.M. Алексеев, Бузин А.И.: Методы СЗМ исследований полимеров.// NT-MDT Application notes

45. A.M. Алексеев, И.В. Мягков, Е.А. Мазурина: Исследование электрических свойств тонких органических пленок. // NT-MDT Application notes

46. А.В. Анкудинов, А.Н. Титков: Приборные наноструктуры. // NT-MDT Application notes.

47. IBM: The "Millipede" - Nanotechnology Entering Data Storage. 2005, Nanotechnology News Network.

48. D. Makarov, E. Bermiidez-Urena, O. G. Schmidt, F. Liscio, M. Maret, C. Brombacher, S. Schulze4 M. Hietschold and M. Albrecht . Nanopatterned CoPt alloys with perpendicular magnetic anisotropy // Appl. Phys. Lett. 93, 153112, 2008.

49. Shaw, Justin M. ; Rippard, W.H. ; Russek, Stephen E. ; Reith, Timothy ; Falco, Charles M. Origins of switching field distributions in perpendicular magnetic nanodot arrays // Journal of Applied Physics .Vol. 101. 2007.

50. V. L. Mironov, B. A. Gribkov, S. N. Vdovichev, S. A. Gusev, A. A. Fraerman, O. L. Ermolaeva, A. B. Shubin, A. M. Alexeev, P. A. Zhdan and C. Binns. Magnetic force microscope tip-induced remagnetization of CoPt nanodisks with perpendicular anisotropy// J. Appl. Phys. 106, 053911, 2009.

51. Binnig, G., 1986, "Atomic Force Microscope and Method for imaging Surfaces with Atomic Resolution," US Patent №.4, 724, 318.

52. Rugar, D., and P. Hansma. Atomic force microscopy // Phys. Today 1990, 43 (10), 23-30.

53. McClelland, G. M., R. Erlandsson, and S. Chiang. Atomic force microscopy: general principles and a new implementation //Rev. Prog. Quant. Nondestr. Eval. 6B, 1987, 1307-1314.

54. Albrecht, T. R., P. Grutter, H. K. Home, and D. Rugar. Frequency modulation detection using high-Q cantilevers for enhanced force microscope sensitivity // J. Appl. Phys. 69, 1991,668-673.

55. Akamine, S., R. C. Barrett, and C. F. Quate. Improved atomic force microscopy images using cantilevers with sharp tips //Appl. Phys. Lett. 57, 1990 316-318.

56. Wolter, О., T. Bayer, and J. Greschner. Micromachined silicon sensors for scanning force microscopy//J. Vac. Sci. Technol. A 9, 1991, 1353-1357.

57. O.A. Агеев, B.A. Смирнов, A.C. Коломийцев, А.Л. Громов. Применение метода фокусированных ионных пучков для модификации зондовых датчиков атомно-силовых микроскопе // Известия ЮФУ. Технические науки, тематический выпуск, 2011, с. 166-171.

58. Hobbs, P.C.D. Magnetic force microscopy with 25 nm resolution. / Hobbs P.C.D., Abraham D.W., Wickramasinghe H.K. // Applied Physics Letters. - 1989. V.55. P.2357-2359.

59. Hartmann, U. Analysis Observation of Bloch wall fine structures by magnetic force microscopy. / Hartmann U.// Physical Review В.- 1989 V.40. N.10. P.7421-7424.

60. Boef, A.J. Preparation of Magnetic Tips for Scanning Force Microscope. / Boef A.J. // Applied Physics Letters. - 1990. - V.56. - N.20. - P.2045-2047.

61. Van Schendel, P. J. A. A method for the calibration of magnetic force microscopy tips. / Van Schendel P.J.A., Hug H.J., Stiefel В., Martin S., Giintherodt H.-J. // Journal of Applied Physics. -2000. - V.88. - N.l. - P.435-445.

62. Memmert, U. Probes for magnetic force microscopy imaging of soft magnetic samples. / Memmert U., Miiller A. N., Hartmann U. // Measurement Science and Technology. - 2000. - V.l 1. - P. 1342-1347.

63. I. V. Malikov, L. A. Fomin, V. Yu. Vinnichenko, and G. M. Mikhailov, Magnetic Epitaxial Nanostructures from Iron and Nickel, International Journal of Nanoscience (IJN) 2004, Vol.3, No. 1.

64. U. Hartmann, Magnetic force microscopy Annu. Rev. Mat. Sci., 1999, Vol. 29, pp. 53-87.

65. Kuramochi, H. A magnetic force microscope using CoFe-coated carbon nanotube probes. / Kuramochi H., Uzumaki Т., Yasutake M., Tanaka A., Akinaga H., Yokoyama H. // Nanotechnology. - 2005. - V.16. - P.24-27.

66. Winkler, A. Magnetic force microscopy sensors using iron-filled carbon nanotubes. / Winkler A., Muhl Т., Menzel S., Koshuharova-Koseva R., Hampel S., Leonard A., Buchner B. // Journal of Applied Physics. - 2006. - V.99. - P. 104905-1-5.

67. Hopkins, P.F. Superparamagnetic magnetic force microscopy tips. / Hopkins P.F., Moreland J., Malhotra S.S., Liou S.H. // Journal of Applied Physics. - 1996. - V.79. -N.8. - P.6448-6450.

68. P. Leinenbach, U. Memmert, J. Schelten, U. Hartmann. Fabrication and characterization of advanced probes for magnetic force microscopy // Applied Surface Science, 44-145, 1999, P. 492-496.

69. Petrus J. A. Van Schendel "Investigation of magnetization structures in ferromagnetic and superconducting samples by magnetic force microscopy", Diss, phil.-nat., Basel Univ. 1999.

70. Bhushan B. Springer Handbook of Nanotechnology : 3rd edition. - 2010. -1964 p.

71. Villarubia J.S. Algorithms for Scanned Probe Microscope Image Simulation, Surface Reconstruction, and Tip Estimation. // J. Res. Natl.Inst. Stand. Technol. 1997. V. 102. P. 425-448.

72. С.Ю. Краснобородько, А.Б. Шубин, A.A. Тихомиров. Сверхострые зонды для атомной силовой микроскопии. Проблемы и пути решения // Международный симпозиум "Нанофизика и наноэлкетроника", сб. тез. докл. Нижний Новгород, 2005, с. 137-138.

73. S.F. Mahmud, Y. Sato, S.A. Pahlovy, and I. Miyamoto. Low energy ion beam fabrication of ultra smooth and sharp AFM nano-tips from single crystal diamond rods. //TNT2011 12th edition of Trends in Nanotechnology International Conference (TNT2011). Tenerife (Spain).

74. Christine Kranz, Gemot Friedbacher, Boris Mizaikoff, Alois Lugstein, Jurgen Smoliner, and Emmerich Bertagnolli. Integrating an Ultramicroelectrode in an AFM Cantilever: Combined Technology for Enhanced Information // Anal. Chem. 2001, 73, p. 2491 2500.

75. R.J. Fasching, Y. Tao, F.B. Prinz. Cantilever Tip-Probe Arrays for Simultaneous SECM and AFM Analysis // Sensors and actuators B: Chemical. 2005, V. 108, 1-2 SPEC. ISS, p. 964-972.

76. C. Menozzi, L. Calabri, P. Facci, P. Pingue, F. Dinelli and P. Baschieri. Focused Ion Beam as tool for atomic force microscope (AFM) probes sculpturing // Journal of Physics: Conference Series 126. 2008.

77. Phys. Rev., 1969, v. 184, N 2, p. 383.

78. Kgl. Vid. Selskab. mat-fys. medd., 1963, v. 33, N 14, S.

79. J. Apple.Phys., 1961, v.32, N1, p. 365.

80. Microelectron & Reliab, 1965, v. 4, N 2, p. 103.

81. PhilMag., 1968, v. 18, N 2, p. 377.

82. Polym.Eng.Sci., 1974, v. 14, N 6, p. 529.

83. J. Vac.Sci.Technol., 1976, v. 13, N 5, p. 1003.

84. S.Y. Krasnoborodko, Yu.A. Chaplygin, V.I. Shevyakov. Modification of cantilevers for atomic - force microscopy using the method of exposure defocused ion beam // International conference "Micro- and nanoelectronics - 2014", Zvenigorod, 2014, P2-32.

85. С.Ю. Краснобородько, B.A. Быков. Использование сканирующей зондовой микроскопии в нанометрологии // Первая Всероссийская научно-техническая конференция «Метрология в нанотехнологиях», сб. труд. Москва, 2014, с. 48-49.

86. Bykov V., Gologanov A., Shevyakov V. Test structure for SPM tip shape deconvolution. //Appl. Phys. 1998. V.66. P. 499-502.

87. A. Belov, S. Gavrilov, A.Tikhomirov, Yu. Chaplygin. V. Shevyakov. Test structures to determine tip sharpness. // Nanotechnology in Russia. 2010. V.5. N 5-6. P. 377-381.

88. Heydon G., Rainforth W., Gibbs M., Davies H., Vitie S., Ferrier R., Scott J., Tucker J., Bishop J. Preparation and characterisation of new amorphous tip coating for application in magnetic force microscopy // J. Magn. Magn. Mat. - 1999. - Vol. 205. - P. L131-L135.

89. Heydon G., Rainforth W., Gibbs M., Davies H., Vitie S., Ferrier R., Scott J., Tucker J., Bishop J. Preparation and characterisation of new amorphous tip coating for application in magnetic force microscopy // J. Magn. Magn. Mat. - 1999. - Vol. 205. - P. L131 -L135.

90. В.М.Рощин. Электрофизические свойства сверхтонких пленок нитрида алюминия, осажденных из потока эрозионной плазмы в атмосфере азота //Межвузовская научно-техническая конференция «Микроэлектроника и информатика». Москва, 1995.-С.134-135.

91. Н.В.Делоне. Взаимодействие лазерного излечения с веществом. М.:Наука, 1989.-280 с.

92. С. A.Hey строев, Н.Н.Антипов, В.А.Куражов, В.М.Рощин, В.А.Потакова, С.В.Шалимов. Исследование и разработка импульсного генератора плазмы и технологических режимов нанесения слоев // Отчет о НИР (заключительный), МИЭТ.-Г.Р. №01860125561.-М.:МИЭТ, 1987.

93. Р.Суну. Магнитные тонкие пленки.-М.: Мир, 1967.-С.40.

94. Физические величины. Справочник // Под ред. И.С.Григорьева и Е.З.Михайлова.- М.: Энергоатомиздат, 1991.-С.618.

95. В.М.Рощин. Защитные покрытия для кантилеверов магнитной силовой микроскопии. Оборонный комплекс - научно-техническому прогрессу России. 2003.-№l.-C.3-7.

96. С.Ю. Краснобородько, В.М. Рощин, М.В. Силибин, В.И. Шевяков. Возможности импульсного плазменного осаждения для создания кантилеверов магнитной силовой микроскопии // Химическая физика и мезоскопия, Том 13, № 3, 2011, с. 444-448.

97. А.Д. Помогайло, А.С.Розенберг, И.Е. Уфлянд. Наночастицы металлов в полимерах. // Москва "Химия" 2000. - 671с

98. А.Д. Стадник, Г.В. Кирик .Полимерные композиты и нанокомпозиты в магнитных полях // Сумы. 2005. - 231с

99. С.Ю. Краснобородько, Тихомиров A.A. Изучение влияния вариации частоты колебаний на чувствительность микромеханического зонда в полуконтактном режиме атомной силовой микроскопии. // 12-я Всероссийская межвузовская

научно-техническая конференция студентов и аспирантов "Микроэлектроника и информатика 2005". Москва, 2005, с.45.

100. С.Ю. Краснобородько, А.А. Тихомиров, В.И. Шевяков. Методика проведения измерений в полуконтактной моде атомно-силовой микроскопии // Известия высших учебных заведений. Электроника, № 4, 2013, с. 94-95.

101. W.P.Eaton, J.H.Smith, Micromachined pressure sensors: review and recent developments // Smart Materials and Structures 6, 1997, pp.530-539.

102. H. Dudaicevs, M. Kandler, Y. Manoli, W. Mokwa, E. Spiegel. Surface micromachined pressure sensor with integrated CMOS read-out electronics // Sensors and Actuators, 1994, Vol. A43, p. 157-163.

103. P. Rey, P. Charvet, M. T. Delaye, S. Abou Hassan. A high density capacitive pressure sensor array for fingerprint sensor application // Proc. Transducers, Jun. 1997, pp. 1453-1456.

104. C. Hierold, B. Clasbrummel, D. Behrend, T. Scheiter, M. Steger, K. Oppermann, H. Kapels, E. Landgraf, D. Wenzel, D. Etzrodt. Implantable low power integrated pressure sensor system for minimal invasive telemetric patient monitoring // Proceedings of MEMS 98, p.568-73, Heidelberg, 1998.

105. Нанотехнологии в электронике. Под ред. Ю.А.Чаплыгина. М.: Техносфера. 2005. 448 с.

106. С.Ю. Краснобородько, А.И. Галушков, И.В. Годовицын, А.А. Тихомиров. Исследование конструктивно-технологических параметров интегрального емкостного преобразователя давления // Нано- и микросистемная техника, № 9, 2007, с. 44-46.

107. А.Н. Белов, С.А. Гаврилов, С.Ю. Краснобородько, В.И. Шевяков. Методика измерения прогиба сложнопрофильных микро- и наномембранных структур на основе атомно- силовой микроскопии // Российский научно-техн. центр информации по стандартизации, метрологии и оценке соответствия. М., 2008. -17с.

108. С.В. Лемешко, В.М.Рощин, О.Л.Чмырова, В.И.Шевяков. Методика определения толщины сверхтонких пленок с использованием СЗМ // Известия вузов. Сер. Электроника. 2001, №1, с. 100-101.

109. С.Ю. Краснобородько, А.И. Галушков, И.В. Годовицын, А.Н. Сауров, В.И. Шевяков. Исследование сложнопрофильных микрообъектов методами атомной силовой микроскопии // Известия высших учебных заведений. Электроника, № 1, 2007, с. 83-85.

110. С.Ю. Краснобородько, A.A. Тихомиров. Исследование функциональных возможностей метода атомно - силовой микроскопии // 13-й Всероссийская межвузовская научно-техническая конференция студентов и аспирантов "Микроэлектроника и информатика 2006". сб. тез. докл. Москва, 2006, с.12.

111. А.Н. Белов, А.Т. Берестов, С.А. Гаврилов, С.Ю. Краснобородько, В.И. Шевяков. Методика определения толщины сверхтонких пленок на основе атомной силовой микроскопии // Российский научно-техн. центр информации по стандартизации, метрологии и оценке соответствия. М., 2008. - 21с.

112. В.Г. Лифшиц. Поверхностные фазы и выращивание микроэлектронных структур на кремнии// Соросовский образовательный журнал. 1997. N 2. с. 107-115.

113. A.A. Малыгин. Журнал прикладная химия.1996.-Т 69-N 10 -С. 1419-1426.

114. С.Ю. Краснобородько. Исследование особенностей проведения измерений на основе магнитно - силовой микроскопии // Перспективные материалы, спец. выпуск, 2008, труды XIX Международной конференции. " Материалы с особыми физическими свойствами и магнитные системы", с. 217-222.

115. С.Ю. Краснобородько. Исследование влияния физико-технологических факторов на результаты измерений в магнитной силовой микроскопии // "Проектирование электронной компонентной базы и систем на кристалле", сб. научн. труд. Москва, 2007, с. 8-15.

116. С.Ю. Краснобородько, А.А.Тихомиров. Влияние условий намагничивания игл кантилеверов МСМ на характер магнитного отклика локальных объектов // 14-я Всероссийская межвузовская научно-техническая конференция студентов и аспирантов "Микроэлектроника и информатика 2007". сб. тез. докл. Москва, 2007; с.14.

117. A.A. Алексеев, С.Ю. Краснобородько, В.И. Шевяков. Исследование влияния боковой намагниченности иглы МСМ на характер магнитного взаимодействия с локальными объектами // XII Международный симпозиум "Нанофизика и наноэлкетроника". сб. тез. докл. Нижний Новгород, 2008, с.445-446.

118. Th. Kebe and A. Carl. Calibration of magnetic force microscopy tips by using nanoscale current-carrying parallel wires // Journal of Applied Physics, 95, N.3, 775-792.

119. E.F. Wasserman, Chr. Burgel, A. Carl, J. Lohau. Magnetization measurements on the nanometer-scale // Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 239,2002, 220-223.

120. J. Lohau, S. Kirsch, A. Carl, G. Dumpich, and E.F. Wasserman. Quantitative determination of effective dipole and monopole moments of magnetic force microscopy tips // Journal of Applied Physics, 86, N.6, 3410-3417.

121. А. В. Пурий, А. С. Батурин, E. П. Шешин, П. В. Шерстнев. Количественная калибровка кантилевера магнитно-силового микроскопа с использованием проводов с током // Нано- и микросистемная техника, 2007, 84 с.70-74.

122. С. Кооу, U. Enz, Philips Res. Repts. 15, 7-29, 1960.

123. Д.В. Сивухин. Электричество (Общий курс физики). М.: Наука 1983. - 688 с.

124. Р. Фейнман., Р. Лейтос., М. Сэндс. Фейнмановские лекции по физике. Электричество и магнетизм. М.: МИР 1977. - 299.

125. Hubert, А., and Schäfer, R. Magnetic domains: the analysis of magnetic microstructures // Springer. - 2000. Vel. 24. - P.

126. A.M. Алексеев, B.H. Комков, С.Ю. Краснобородько, В.И. Шевяков, А.Б. Шубин. Особенности методики трехпроходных измерений в магнитной силовой микроскопии // Известия высших учебных заведений. Электроника, № 6, 2010, с. 63-66.

127. М. Nonnenmacher, М.Р. O'Boyle, H.K.Wikramasinghe. Keivin probe force microscopy. // Appl. Phys. Lett. - 1991.- Vel. 58. - P 2921 - 2923.

128. B.A. Быков; A.M. Алексеев; B.H. Рябоконь; C.A. Саунин. Патент № 2193769 от 27.11.2002. Способ измерения характеристик приповерхностного магнитного поля с использованием сканирующего зондового микроскопа.

129. С.Ю. Краснобородько, В.И. Шевяков, А.Б. Шубин. Методика экспериментального определения магнитных свойств нанообъектов на основе 3-х проходных измерений в магнитно- силовой микроскопии // Российский научно-техн. центр информации по стандартизации, метрологии и оценке соответствия. М., 2010.-18с.

130. С.Ю. Краснобородько, В.И. Шевяков. Исследование трехпроходной методики измерений в магнитной силовой микроскопии //Международная научно-

техническая конференция "Микроэлектроника и наноинженерия - 2008". сб. тез. докл. Москва. 2008, с.23.

131. С.Ю. Краснобородько, В.И. Шевяков. Методологические аспекты сканирующей электропроводящей и магнитной силовой микроскопии // X Международная конференция, сб. трудов Минск, 2012, с. 120-125.

132. Физика металлов и металловедение, 1993, т. 75, №2, с. 106-111.

133. С.Ю. Краснобородько. Влияние процесса кристаллизации на магнитные свойства аморфных сплавов типа файнмет // 14-я Всероссийская межвузовская научно-техническая конференция студентов и аспирантов "Микроэлектроника и информатика 2007". сб. тез. докл. Москва, 2007, с. 13.

134. Proksch R., Runge Е., Hansma p., Foss S., Walsh B. High field magnetic force microscopy//J. Appl. Phys. - 1995. - Vol. 78, № 5. - P. 3303 - 3307.

135. L. Gao, S. H. Liou, M. Zheng, R. Skomski, M. L. Yan, and D. J. Sellmyer, N. I. Polushkin. Magnetic force microscopy observations of the magnetic behavior

in Co-C nanodot arrays // Journal of Applied Physics, 91, N.10 -.2002. 7311-7313

136. В.Ф. Шкарь, Е.И. Николаев, B.H. Саяпин, А.И. Линник, В.П. Денисенков, A.M. Гришин, С.И. Харцев. Структура и свойства напыленных пленок железо-иттриевого граната // Физика твердого тела, 2005, том 47, вып. 6.

"УТВЕРЖДАЮ" "Проректор по УР МИЭТ

'•»•"ЧТ7"* я

С Уу/ И.Г. Игнатова 14г.

АКТ

об использовании в учебном процессе научных результатов кандидатской диссертации Краснобородько С.Ю. "Исследование и разработка комплекса методик для совершенствования функциональных и точностных характеристик атомно- и магнитно -силовой микроскопии."

В учебном процессе кафедры ИЭМС используются аттестованные в ФГУП "Стандартинформ" следующие результаты диссертации Краснобородько С.Ю.:

1. Методика измерения прогиба сложнопрофильных микро- и наномембранных структур на основе атомно-силовой микроскопии

2. Методика определения толщин сверхтонких пленок на основе атомно-силовой микроскопии

3. Методика экспериментального определения магнитных свойств нанобъектов на основе 3-х проходных измерений в магнитно-силовой микроскопии

Данные результаты используются при чтении курса лекций "Технологические процессы наноэлектроинки" и соответствующем лабораторном практикуме для магистрантов 1-го и 2-го курсов.

Результаты диссертации использовались студентами при подготовке магистерских диссертаций по тематике "Атомно-силовая и магнитно-силовая микроскопия"

Зав. учебным отделом Декан факультета

Электроники и компьютерных технологий, профессор, д.т.н. Зам. зав. кафедрой

Интегральной электроники и микросистем профессор, д.т.н.

Алексеева О.Л.

Путря М.Г.

Крупкина Т.Ю.

INTEGRATED SOLUTIONS FOR NANOTECHNOLOGY

-MDT

NANOTECHNOLOGY

Закрытое акционерное общество «Нанотехнология МДТ» (ЗАО «НТ-МДТ»)

Юридический адрес 124482, Россия, Москва, Зеленоград, корпус 100 Почтовый адрес 124482, Москва, Зеленоград, корп. 317-А, а/я 158, ЗАО «НТ-МДТ» Тел.: [phone], ф.: [phone]

"УТВЕРЖДАЮ" Генеральный директор ЗАСК'НТ-МДТ"

Акт о внедрении

научных результатов диссертационной работы Краснобородько С.Ю. «Исследование и разработка комплекса методик для совершенствования функциональных и точностных характеристик атомно-силовой и магнитно -силовой микроскопии».

Настоящим актом подтверждается, что в ЗАО "НТ-МДТ" внедрена разработанная Краснобородько С.Ю. методика трехпроходных измерений в магнитно-силовой микроскопии. Внедрение данной методики обеспечивает повышение достоверности в исследовании магнитной доменной структуры гетерогенных образцов, благодаря исключению влияния электрического поверхностного потенциала на магнитный сигнал, при получении МСМ изображения.

Руководитель службы разработки программного обеспечения

ИНН 7735071498, КПП 773501001, ОГРН 1027700153337, Код ОКВЭД 73.10

http://www.ntmdt.ru

e-mail: [e-mail]

G

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «СЕВЕРО-ВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ М.К. АММОСОВА» ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

04* 09. </9 № 69Л-00 На вх._№_

"УТВЕРЖДАЮ" Директор Физико-технического института СВФУ имеци М.К. Аммосова

Саввииова

Акт о внедрении

научных результатов диссертационной работы Краснобородько С.Ю. «Исследование и разработка комплекса методик для совершенствования функциональных и точностных характеристик атомно-силовой и магнитно -силовой микроскопии».

Настоящим актом подтверждается, что в учебно-научно-технологическую лабораторию "Графеновые нанотехнологии" СВФУ им. М.К. Аммосова (г. Якутск) и созданный на ее базе МИП «Графен» внедрен разработанный Краснобородько С.Ю. метод заострения игл кантилеверов с использованием ионно-лучевого травления с расфокусированным лучом, обеспечивающий возможность групповой обработки кантилеверов на кремниевых пластинах.

Заведующий учебно-научно-технологической

лабораторией "Графеновые нанотехнологии", к.ф.-м.н С^у С. А. Смагулова

ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЛУЖБА СТАНДАРТНЫХ СПРАВОЧНЫХ ДАННЫХ (ГСССД)

Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский научно - технический центр информации по стандартизации, метрологии и оценке соответствия"

(ФГУП "СТАНДАРТШ1ФОРМ")

ГЛАВНЫЙ НАУЧНЫЙ МЕТРОЛОГИЧЕСКИЙ ЦЕНТР "СТАНДАРТНЫЕ СПРАВОЧНЫЕ ДАННЫЕ О ФИЗИЧЕСКИХ КОНСТАНТАХ И СВОЙСТВАХ ВЕЩЕСТВ И МАТЕРИАЛОВ" (ГНМЦ "ССД")

АТТЕСТАТ

№ 141

Решением Российского научно-технического центра информации по стандартизации, метрологии и оценке соответствия « 30 » мая 200 8г. (протокол № 4 )

методике Ю0ДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТОЛЩИНЫ СВЕРХТОНКИХ ПЛЕНОК _НА ОСНОВЕ АТОМНОЙ СИЛОВОЙ ЖКРОСКОМИ

(наименование)

разработанной_ШЕВЯКОВЫМ В. И. ,_,

БЕДОВЫМ А.Н., Б5РЕСТ0ВШ А.Т., ГАВРИЛОВНЫ С.А., КРАСНОБОРОДЫШ С.Ю.

(фамилия, имя, отчество разработчика) присвоено наименование

МЕТОДИКА ГСССД

Методика ГСССД зарегистрирована в Российском научно - техническом центре информации по стандартизации, метрологии и оценке соответствия (ФГУП "СТАНДАРТИНФОРМ")

мая 200 8 г.

под № ГСССД МЗ 141 - 2008

Тене^а^ьного директора

Пер

ФЩЙ^АЙШЙГИНФОРМ

(подпись)

АД. Козлов

л 5$

Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский научно-технический центр информации по стандартизации, метрологии и оценке соответствия"

(ФГУП "СТАНДАРТИНФОРМ")

ГЛАВНЫЙ НАУЧНЫЙ МЕТРОЛОГИЧЕСКИЙ ЦЕНТР "СТАНДАРТНЫЕ СПРАВОЧНЫЕ ДАННЫЕ О ФИЗИЧЕСКИХ КОНСТАНТАХ И СВОЙСТВАХ ВЕЩЕСТВ И МАТЕРИАЛОВ" (ГНМЦ "ССД")

АТТЕСТАТ

№ 142

Решением Российского научно - технического центра информации по стандартизации, метрологии и оценке соответствия «30 » мая 200 йг. (протокол № 4 )

методике Ш(щШ ИзЫЕРЕщд ПРОГИБА СЛОЕНОПРОМЪНЫХ. МИКРО-. И

НШЖШБРАНШХ СТРУКТУР НА ОСНОВЕ АТОМНОЙ СИЛОВОЙ МИКРОСКОПИИ

(наименование)

разработанной_ШЕВЯКОВЫМ В.И.,_

БЕЛОВЫМ А.Н., БЕРЕСТОВЫМ А.Т., ГАВРИЛОВНЫ С.А. , КРАСН0Б0Р0ДБК0 С.Ю.

(фамилия, имя, отчество разработчика) присвоено наименование

МЕТОДИКА ГСССД

Методика ГСССД зарегистрирована в Российском научно-техническом центре информации по стандартизации, метрологии и оценке соответствия (ФГУП "СТАНДАРТИНФОРМ")

ут-г

2008 г.

под № ГСССД мэ 142 - 2008

Пер^£41|^мгпгендрШь110го директора

"-V4 »ГГ.»

м.п.

А

гЩ

? Л>7

ЮРМ"

А. Д. Козлов

(подпись)

А 5-Я

Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский научно - технический центр информации по стандартизации, метрологии и оценке соответствия

(ФГУП "СТАНДАРТИНФОРМ")

ГЛАВНЫЙ НАУЧНЫЙ МЕТРОЛОГИЧЕСКИЙ ЦЕНТР "СТАНДАРТНЫЕ СПРАВОЧНЫЕ ДАННЫЕ О ФИЗИЧЕСКИХ КОНСТАНТАХ И СВОЙСТВАХ ВЕЩЕСТВ И МАТЕРИАЛОВ" (ГНМЦ "ССД")

АТТЕСТАТ

№ 169

Решением Российского научно - технического центра информации по стандартизации, метрологии и оценке соответствия « 16 » ИЮЛЯ 20 10г. (протокол № 4 )

МСТ0Д"Ке МЕТОДИКА ЭКСПЕШЛЕНТАЛЬНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАГНИТНЫХ СВОЙСТВ НАНООЕЬЕКТОВ НА ОСНОВЕ 3-Х ПРОХОДНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ В МАГНИТНОЙ

(наименование)

разработанной_ СИЛОВОЙ МИКРОСКОПИИ_

_ШЕВЯКОВЫМ В.И.. КРАСНОВОРОДЬКО С.Ю., ШУБИНЫМ А.Б.

(фамилия, имя, отчество разработчика) присвоена категория

МЕТОДИКА ГСССД

Методика ГСССД зарегистрирована в Российском научно-техническом центре информации но стандартизации, метрологии и оценке соответствия (ФГУП "СТАНДАРТИНФОРМ")