Исследование метрологических характеристик сканирующего туннельного микроскопа для изучения кластерных материалов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.11.13, кандидат технических наук Шелковников, Евгений Юрьевич

• Шелковников, Евгений Юрьевич
• кандидат технических наук
• 2000

Оглавление диссертации кандидат технических наук Шелковников, Евгений Юрьевич

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСОВ ПРИМЕНЕНИЯ И ИССЛЕДОВАНИЯ

КЛАСТЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ

1Л Обзор кластерных материалов на основе ультрадисперсных частиц

1.2 Экспериментальные методы исследования поверхности твёрдых тел.

1.3 Анализ методов и устройств туннельной спектроскопии для изучения поверхности объектов

1.3.1 Туннельная спектроскопия

1.3.2 Сканирующая туннельная микроскопия и спектроскопия.

1.3.3 Обзор исследований, проведённых с использованием СТМ

1.4 Выводы и постановка задачи.

ГЛАВА 2. АНАЛИЗ РАСЧЁТНЫХ МОДЕЛЕЙ ДЛЯ ПЛОТНОСТИ ТОКА ТУННЕЛЬНЫХ ПЕРЕХОДОВ МЕТАЛЛ-ИЗОЛЯТОР-МЕТАЛЛ

2.1 Обзор известных моделей ВАХ туннельных переходов.

2.2 Модель ВАХ на основе приближения Вентцеля-Крамерса-Бриллюэна

2.3 Корректный учёт сил изображения при малых величинах туннельного зазора

2.4 Обобщённая формула Симмонса квантово-механического туннелирования со средним потенциальным барьером.

2.5 Численные исследования параметров туннельного перехода для разных моделей ВАХ.

2.6 Исследования параметров туннельного перехода в режиме постоянной плотности туннельного тока

2.7 Сравнительный анализ погрешностей аппроксимации известных моделей ВАХ

2.8 Выводы по главе

ГЛАВА 3. ЧИСЛЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ

СКАНИРУЮЩЕГО ТУННЕЛЬНОГО МИКРОСКОПА.

3.1 Обоснование расчётных моделей острия с использованием его эмиссионных картин.

3.2 Формирование туннельного тока между конусообразным остриём и подложкой

3.3 Определение туннельного тока между подложкой и конусообразным остриём со сферическим закруглением

3.4 Численное моделирование структуры токов в системе остриё-подложка с применением метода Монте-Карло.

3.5 Методика построения СТМ-профилограммы при движении острия иглы над элементарными геометрическими объектами.

3.6 Выводы по главе

ГЛАВА 4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОГРЕШНОСТЕЙ ИЗМЕРЕНИЙ

РАЗМЕРОВ МИКРОНЕРОВНОСТЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ТУННЕЛЬНЫМ МИКРОСКОПОМ

4.1 Нахождение результирующей погрешности СТМ-измерений по образующим её частным погрешностям.

4.2 Условие обеспечения прямых СТМ-измерений с неразрушающим съёмом информации.

4.3 Количественное определение пространственного разрешения туннельного микроскопа.

4.4 Двумерное распределение плотности тока в зондирующем пятне и эквивалентная площадь туннельного контакта

4.5 Выводы по главе

ГЛАВА 5. МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ РЕАЛИЗАЦИИ ПРОГРАММНО-АППАРАТНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ СКАНИРУЮЩЕГО ТУННЕЛЬНОГО МИКРОСКОПА

5.1 Выделение измерительной информации.

5.2 Цифровая обработка СТМ-изображений

5.3 Алгоритмы реализации задач визуализации и измерительных задач при использовании СТМ для изучения КМ

5.4 Выводы по главе

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование метрологических характеристик сканирующего туннельного микроскопа для изучения кластерных материалов»

Актуальность темы связана с необходимостью получения наиболее полной измерительной информации (ИИ) о геометрических параметрах ультрадисперсных частиц (УДЧ) с размерами 10-1000А для создания кластерных материалов (КМ) с новыми сочетаниями механических и физико-химических свойств. КМ на основе УДЧ обладают принципиально новыми механическими, магнитными, каталитическими и другими физико-химическими свойствами, в связи с чем находят широкое применение во всех областях науки и техники.

Корректное определение характеристик УДЧ, анализ их латеральных и вертикальных закономерностей зависит от качества, достоверности и полноты ИИ. Из сравнения различных методов (электронная микроскопия, ЭПР, УФ и ИК спектроскопия, РФЭС и др.) исследования поверхности твёрдых тел можно сделать вывод, что для изучения КМ наиболее перспективны методы сканирующей туннельной микроскопии, позволяющие проводить с наиболее высоким пространственным разрешением (ГТР) прямые неразрушающие измерения параметров УДЧ.

Таким образом, создание надёжного измерительного инструмента на базе сканирующего туннельного микроскопа (СТМ) является актуальной задачей. Для её решения необходимы исследования метрологических характеристик СТМ (в первую очередь, измерительного зонда, как бесконтактного считывающего элемента (БСЭ) СТМ и др.), разработка и внедрение научно обоснованных программно-аппаратных средств, направленных на повышение точности ИИ, её информативности, достоверности, обработки, визуализации интерпретации.

Цель работы - создание измерительного инструмента на базе СТМ для определения параметров УДЧ КМ.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

- разработка и обоснование расчётной модели для анализа туннельного тока;

- исследование параметров туннельного перехода зондирующая игла-подложка, влияющих на измерения параметров УДЧ;

- разработка программно-аппаратных средств для обработки и визуализации измерительной информации; определение погрешностей экспериментальных исследований.

Объектом исследования является СТМ для изучения КМ, включающий зондирующую иглу (ЗИ) с электронным конусным лучом (ЭКЛ) как БСЭ измерительной головки, и технические средства для выделения, обработки и визуализации ИИ.

Предметом исследования являются модели для плотности тока системы зондирующая игла-подложка, алгоритмы решения измерительных задач, программно-аппаратное обеспечение СТМ.

Методы исследования. В диссертации использован комплексный метод, включающий теоретические исследования и экспериментальную проверку полученных результатов. Работа выполнялась с применением математического и физического моделирования, в теоретических исследованиях использовались: метод статистического моделирования Монте-Карло, теории вероятностей и математической статистики, анализа электрических цепей и систем, численные методы, цифровая обработка изображений и сигналов, теоретические основы информатики и программирования, принципы и методология разработки САПР. В экспериментальных исследованиях применялись: теория измерения электрических и механических величин, статистические методы обработки результатов исследований, теория точности измерительных систем.

Научная новизна работы состоит в следующих результатах:

- выполнены обоснование, выбор и численный анализ расчётной модели для плотности тока туннельных переходов металл-изолятор-металл (МИМ);

- проведены численные исследования структуры токов системы измерительная игла-подложка, получены оценки эмиттирующей способности острия, параметров электронного пятна, угла электронной эмиссии, разрешения СТМ; введено количественное определение термина ПР СТМ;

- дан анализ погрешностей определения геометрических параметров микрорельефа поверхности с учётом одновременного влияния конструктивных и схемотехнических особенностей СТМ, получены рекомендации по минимизации этой погрешности;

- разработаны алгоритмы реализации измерений параметров УДЧ КМ, предложен алгоритм фильтрации СТМ-изображения с рассечением горизонтальными плоскостями;

- создана методика моделирования СТМ-профилограммы для измерительной иглы с остриями различных конфигураций, разработан програмнометодический комплекс в виде программного пакета CTM-W для обработки и визуализации измерительной информации;

Практическая ценность и внедрение результатов работы.

Проведенные теоретические и экспериментальные исследования позволили решить задачу создания измерительного инструмента на базе СТМ для изучения КМ.

Результаты диссертационной работы использованы при разработке и совершенствовании программно-аппаратных средств и методов для изучения параметров микрорельефа КМ и электрофизических характеристик реконструированных поверхностей, а также в учебном процессе ИжГТУ, УдГУ.

Работа выполнялась в соответствии с планами госбюджетных НИР, проводимых ИПМ УрО РАН и УдГУ:

- «Разработка программно-аппаратных средств и методика изучения КМ на базе СТМ», выполненная в рамках постановления ГКНТ №811 от 28.8.90 (1990-2000г.);

- «Разработка программно-аппаратных средств и исследование связей атомной структуры, электронного строения и химического состава с целью оптимизации электрофизических характеристик реконструированных поверхностей» (1995-1997г.), а также «Разработка и исследование новых методов сканирующей туннельной микроскопии (1998-1999г.), выполненные в рамках научной программы «Университеты России — фундаментальные исследования».

Апробация и публикации. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на I Международной конференции «Датчики электрических и неэлектрических величин» (Барнаул, 1993); научно-технической конференции «Учёные ИжГТУ - производству» (Ижевск, 1994); международной научно-практической конференции «Пьезотехника - 94» (Томск, 1994); III Международной конференции «Измерения, контроль и автоматизация производственных процессов» (Барнаул, 1994); II Международной конференции «Датчики электрических и неэлектрических величин» (Барнаул, 1995); научно-технической конференции «Современные проблемы внутренней баллистики РДТТ» (Ижевск, 1996); IV Международной конференции «Измерения, контроль и автоматизация производственных процессов» (Барнаул, 1997); семинарах научно-молодёжной школы «Информационно-измерительные системы на базе наукоёмких технологий» (по Целевой Федеральной Программе «Интеграция», проект №864, Ижевск, 1997-1998); семинаре научно-молодёжной школы «Кластерные системы и материалы» (Центр «Интеграция», Ижевск, 1997); II Международной конференции «по внутрикамерным процессам и горению» (Москва -С.Петербург, 1997).

Основной материал диссертации отражён в 35 научных публикациях.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы из 169 наименований и приложения (Акты об использовании результатов работы). Работа содержит 173 стр. машинописного текста, включая 87 рис., 3 табл. и приложение.

Заключение диссертации по теме «Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий», Шелковников, Евгений Юрьевич

Основные выводы и результаты работы.

1. На основе анализа современного состояния вопросов применения и исследования КМ на основе УДЧ выполнена постановка задачи создания измерительного инструмента на базе СТМ.

2. Дан сравнительный анализ моделей, используемых для описания туннельного тока между зондирующей иглой и подложкой. Показана невозможность их применения для прямого аналитического описания туннельного тока между остриём конкретной формы и подложкой с целью исследования характеристик СТМ, а также отсутствие численного анализа моделей для малых значений напряжений смещения и ширины туннельного промежутка с учётом сил изображения.

3. Для выбора модели, описывающей процесс туннелирования в СТМ, проведены численные исследования. Изменения потенциального барьера при различных параметрах туннельного промежутка позволяют объяснить различный характер изменения туннельного сопротивления.

4. Впервые получены численные зависимости параметров туннельного перехода для режима нанотопографии, которые позволяют обосновать выбор рабочей точки СТМ. Показано, что использование некорректного учёта сил изображения по Симмонсу в сравнении с их корректным учётом в его последних работах, даёт ошибку в описании туннельного тока более, чем на порядок величины.

5. Выполнен сравнительный численный анализ погрешностей аппроксимации известных моделей. Сделан вывод, что для численных исследований СТМ в режимах нанотопографии и определения локальной работы выхода электронов целесообразно использовать модели ПНА и НСБА, а при работе в спектроскопическом режиме - ВКБ-приближение и СБА.

6. Проведены численные исследования параметров электронного пучка зондирующей иглы как считывающего элемента измерительной головки. Обоснован выбор конусообразной формы острия и конусообразного острия с вписанной при его вершине сферой для моделирования реальной иглы СТМ.

7. Рассмотрено формирование туннельного тока с острия на подложку и с подложки на остриё для выбранных форм острий и получены формулы для описания этих процессов. С помощью метода Монте-Карло и полученных формул проведены расширенные численные исследования процессов протекания туннельного тока в системе игла-подложка. Создана методика моделирования СТМ-профилограммы при движении зондирующей иглы над элементарными объектами.

8. Проведён анализ погрешностей определения параметров микрорельефа поверхности с использованием СТМ. Получено общее выражение для определения расчётным путём результирующей погрешности нахождения измеряемого размера СТМ-изображения по образующим её частным погрешностям, что позволяет проводить расчёты точностных характеристик СТМ.

9. Дан анализ причин возникновения составляющих результирующей погрешности, рассмотрены конструктивные и схемотехнические меры по их уменьшению. Это позволяет в каждом конкретном случае наиболее эффективно разрабатывать конструкцию и электронный блок СТМ с учётом весов этих составляющих погрешности.

Ю.Показано, что сканирующим рабочим элементом СТМ является зондирующая игла и электронный конусный луч ЭКЛ, обеспечивающий бесконтактный неразрушающий съём информации с микрорельефа поверхности посредством усреднения высоты 2-координаты рельефа внутри «пятна» ЭКЛ. По аналогии с «телевизионным» разрешением и ПР АЭМ введено количественное определение термина ПР СТМ.

163

11.Создано программно-аппаратное обеспечение измерительного СТМ. Разработан программный пакет CTM-W, обеспечивающий ввод измерительной информации, её фильтрацию, построение реалистической модели микрорельефа и гибкую настройку параметров визуализации, измерение параметров микрорельефа, возможность функционального расширения и взаимодействия с приложениями ОС Windows через буфер обмена.

12.Предложен новый эффективный алгоритм фильтрации СТМ-изображения с рассечением горизонтальными плоскостями для удаления шумовых выбросов малой площади или ширины.

13.Разработан ряд алгоритмов решения измерительных задач СТМ в различных постановках для изучения КМ: выделение из СТМ-изображения отдельных УДЧ; измерения габаритных и любых других линейных размеров, объёма, расстояний между интересующими точками поверхности с построением профилограмм высот интересующей области и её сечений; составление библиотеки СТМ-изображений УДЧ и т.д. Разработанные алгоритмы и реализующие их программы позволяют экспериментатору достаточно просто и с известной погрешностью получать информацию о параметрах микрорельефа поверхности УДЧ в нанометровом диапазоне.

14. Результаты проведённых теоретических и экспериментальных исследований и предложенные технические решения использовались при создании измерительного СТМ и внедрены в ИПМ УрО РАН (НИР «Разработка программно-аппаратных средств и методика изучения КМ на базе СТМ», выполненная в рамках постановления ГКНТ №811 от 28.8.90 (1990-2000г.)), в Удмуртском ГУ (НИР «Разработка программно-аппаратных средств и исследование связей атомной структуры, электронного строения и химического состава с целью оптимизации электрофизических характеристик реконструированных поверхностей» (1995-1997г.), а также НИР «Разработка и исследование новых методов сканирующей туннельной микроскопии (1998-1999г.), выполненные в рамках научной программы «Университеты России - фундаментальные исследования»), а также в учебном процессе ИжГТУ.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проведённых в работе комплексных исследований, направленных на получение научно обоснованных технических, программных и методических решений, создан измерительный инструмент на базе СТМ для изучения КМ, а также достигнуто расширение функциональных возможностей, повышение точности функционирования и удобства эксплуатации СТМ, степени автоматизации сбора и достоверности регистрации измерительной информации, внедрение которых вносит значительный вклад в улучшение метрологических и эксплуатационных характеристик СТМ.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Шелковников, Евгений Юрьевич, 2000 год

1. Губин С.П. Химия кластеров достижения и перспективы // ЖВХО им. Д.И.Менделеева, 1987, т.32, №1.- С.3-11.

2. Фёдоров В.Е., Губин С.П. Кластерные материалы // ЖВХО им. Д.И.Менделеева, 1987, т.32, №1.- С.31-36.

3. Сергеев В.А., Васильков А.Ю., Лисичкин Г.В. Парофазный метод синтеза кластерных металлических катализаторов // ЖВХО им. Д.И.Менделеева, 1987, т.32, №1.-С.96-100.

4. Фёдоров Б.В., Тананаев И.В. Энергонасыщенные системы и кластеры // ЖВХО им. Д.И.Менделеева, 1987, т.32, №1.- С.43-47.

5. Варгафтик М.Н. От полиядерных комплексов к коллоидным металлам // ЖВХО им. Д.И.Менделеева, 1987, т.32, №1.- С.36-43.

6. Словохотов Ю.Л., Стручков Ю.Т. Архитектура кластеров // ЖВХО им. Д.И.Менделеева, 1987, т.32, № 1.- С. 11 -19.

7. Соколов В.И. Топологический дизайн кластерных структур // ЖВХО им. Д.И.Менделеева, 1987, т.32, №1.- С. 19-24.

8. Семененко К.Н. Кластер глобула - металлическая фаза // ЖВХО им. Д.И.Менделеева, 1987, т.32, №1.- С.24-31.

9. Панченков Г.М., Лебедев В.П. Химическая кинетика и катализ М.: Химия, 1985.-592с.

10. Кодолов В.И., Липанов A.M. Кластерные системы и технологии быстрого моделирования и прототипирования / С.3-15.

11. Кипнис А.Я. Кластеры в химии-М.: Химия, 1981- 64с.

12. Петров Ю.И. Кластеры и малые частицы М.: Наука, 1986 - 367с.

13. Петров Ю.И. Физика малых частиц М.: Наука, 1982 - 360с.

14. Липанов A.M., Вахрушев A.B. Задача о диспергировании порошковых материалов взрывом // Прикладная механика 1991-т.27.-№2 - С.47-53.

15. Липанов А.М., Вахрушев A.B., Шушков A.B., Стремоусов Ю.А. Исследования диспергирования порошков до ультрадисперсного состояния при энергетическом воздействии // Прикладная механика 1991- т.27 - №2 - С. 160-165.

16. Пискорский В.П., Липанов A.M., Балусов В.А. Магнитные свойства ультрадисперсных (кластерных) частиц // ЖВХО им. Д.И.Менделеева, 1987, т.32, №1- С.47-51.

17. Новиков Ю.Н., Вольпин Е.В. Кластеры металлов в матрице графита и их каталитические свойства// ЖВХО им. Д.И.Менделеева, 1987, т.32, №1- С.69-75.

18. Хохряков Н.В. Параметрический метод сильной связи для расчёта физических свойств углеродных систем: Дис.канд. физ-мат. наук. Ижевск, 1996-100с.

19. Елецкий A.B., Смирнов Б.М. Фуллерены и структуры углерода // УФН-1995.- Т.165 С.977-1009.

20. Моррисон С. Химическая физика поверхности твердого тела- М.: Мир, 1980.-448с.

21. Пасынский A.A., Еременко И.Л. Химическое конструирование гетерометал-лических магнитоактивных кластеров // ЖВХО им. Д.И.Менделеева, 1987, т.32, №1.-С.88-96.

22. Арзамаскова Л.Н., Ермаков Ю.П. Полиядерные комплексы на поверхности носителей // ЖВХО им. Д.И.Менделеева, 1987, т.32, №1.- С.75-82.

23. Беренблюм A.C. Кластеры палладия катализаторы превращений непредельных соединений // ЖВХО им. Д.И.Менделеева, 1987, т.32, №1 — С.82-88.

24. Кукина М.А., Подольская И.П. Кластеры в процессах очистки углеводородных фракций // ЖВХО им. Д.И.Менделеева, 1987, т.32, №1.- С.51-55.

25. Костикова Г.П., Корольков Д.В. Особенности электронного строения кластерных комплексов переходных металлов // ЖВХО им. Д.И.Менделеева, 1987, т.32, №1.-С.55-61.

26. Савинов C.B. Сканирующая туннельная микроскопия и спектроскопия тонких плёнок на поверхности графита: Дис.канд. физ-мат. наук. М, 1993.— 152с.

27. Анализ поверхности методами оже и рентгеновской спектроскопии /Под ред. Д.Бриггса и М.П.Сиха. М.: Мир, 1987, 598с.

28. Губанов В.А., Курмаев Э.З., Ивановский А.Л. Квантовая химия твёрдого тела.- М.: Наука, 1984.- 304с.

29. Зигбан К. и др. Электронная спектроскопия М.: Мир, 1971.-493с.

30. Нефедов В.И., Черепин В.Т. Физические методы исследования поверхности твёрдыхтел.-М.: Наука, 1983-296с.

31. Черепин В.Т., Васильев М.А. Методы и приборы для анализа поверхности материалов / Справочник, Киев: Наук, думка, 1982 400с.

32. Спектроскопия и дифракция электронов при исследовании поверхности твёрдых тел / В.Ф.Кулешов, Ю.А.Кухаренко, С.А.Фридрихов и др.- М.: Наука, 1985.-290с.

33. Методы анализа поверхностей / Под ред. А.Задерны.- М.: Мир, 1979 580с.

34. Карлсон Т. Фотоэлектронная и оже-спектроскопия Ленинград: Машиностроение, 1981-427с.

35. Практическая растровая электронная микроскопия / Под ред. Дж.Гоулдстейна и Х.Яковица, М.: Мир, 1978 656с.

36. Вудраф Д., Делчар Т. Современные методы исследования поверхности М.: Мир, 1989.-568с.

37. Зенгуил Э. Физика поверхности-М.: Мир, 1990 536с.166

38. Трапезников В.А., Шабанова И.Н. Рентгеноэлектронная спектроскопия сверхтонких поверхностных слоёв конденсированных систем М.: Наука, 1988.- 200с.

39. Канунникова О.М., Гильмутдинов Ф.З., Кожевников В.И., Трапезников В.А. Методы фотоэлектронных исследований неорганических материалов-Ижевск, изд-во Удм. ун-та, 1992-250с.

40. Лихтенштейн Г.И. Кластеры в биологических объектах // ЖВХО им. Д.И.Менделеева, 1987, т.32, №1.- С.61-69.

41. Эдельман B.C. Сканирующая туннельная микроскопия // ПТЭ, 1989 №5-С.25-49.

42. Кук И., Силверман П. Растровая туннельная микроскопия // ПНИ, 1989-№2.- С.3-22.

43. Липанов A.M., Шелковников Е.Ю., Волгунов Д.В., Миронов В.Л., Петрухин A.A. Сканирующий туннельный микроскоп для исследования поверхности кластерных материалов // Измерения, контроль и автоматизация производственных процессов. Барнаул, 1997. - С.81-82.

44. Шелковников Е.Ю. Измерение параметров микрорельефа поверхности кластерных материалов с помощью туннельного микроскопа // Информационно-измерительные системы на базе наукоёмких технологий. Ижевск, -С.40-48.

45. Шелковников Е.Ю., Осипов Н.И., Фофанов Г.В. Исследование кластерных материалов с помощью сканирующего туннельного микроскопа // Кластерные системы и материалы. Ижевск, 1997. - С.43.

46. Липанов A.M., Шелковников Е.Ю., Кизнерцев С.Р. Применение туннельной микроскопии и спектроскопии для исследования кластерных материалов // Новые высокие технологии быстрого моделирования и прототипирования. -Ижевск, 1997.-С. 179-184.

47. Вольф Е.Л. Принципы электронной туннельной спектроскопии- Киев: Наукова Думка, 1990 459с.

48. Гербер Ч., Бинниг Г., Фукс X., Марти О., Рорер Г. Растровый туннельный микроскоп для использования в растровом электронном микроскопе // ПНИ, 1986.-№2.-С.85-88.

49. Битюрин Ю.А., Волгунов Д.Г., Гудков A.A., Каськов И.А., Кузеванов М.Г., Миронов В.Л., Петрухин A.A. Сканирующие туннельные микроскопы для исследования поверхности твёрдого тела / Препринт АН СССР №197. М., 1988.-24с.

50. Неволин В.К. Физические основы формирования элементов наноэлектрони-ки туннельно-зондовым методом: Дис.докт. техн. наук. М., 1992.-47с.

51. Липанов A.M., Рац Ю.В., Шелковников Е.Ю. Комбинированный туннельный микроскоп // Измерения, контроль и автоматизация производственных процессов Барнаул, 1994. 4.1. - С. 119.

52. Липанов A.M., Гадилье О.Ю., Шелковников Е.Ю. Применение методов сканирующей туннельной микроскопии и оптической обработки информации для идентификации печатающих устройств // Датчики электрических и неэлектрических величин. Барнаул, 1995. - С. 149.

53. Кузнецов П.Г. Гуляев М.В., Шелковников Е.Ю. Исследование спектров туннельной проводимости для полупроводниковых образцов сканирующим туннельным микроскопом // Датчики электрических и неэлектрических величин. Барнаул, 1995. - С. 152.

54. Вяткова О.Ю., Седов М.И., Шелковников Е.Ю. Информационный критерий идентификации объектов экспертизы // Измерения, контроль и автоматизация производственных процессов. Барнаул, 1997. - С.77-78.

55. Вяткова О.Ю., Седов М.И., Шелковников Е.Ю. Инвариантный метод идентификации объектов // Измерения, контроль и автоматизация производственных процессов. Барнаул, 1997. - С.79-80.

56. Дрейк Б., Зоннерфильд Р., Шнайр Д., Хансма П. Туннельный микроскоп для работы на воздухе и в жидкостях // ПНИ, 1986. №3. - С.134-139.

57. Данилов А.И. Сканирующая туннельная и атомно-силовая микроскопия в электрохимии поверхности // Успехи химии, 1995 №64(8).- С.818-833.

58. Яминский И.В. Молекулярно-биологические, микробиологические и медицинские приложения сканирующей зондовой микроскопии // Зондовая мик-роскопия-98 (Сб. Докл.), Н.Новгород, 1998 С.65-72.

59. Янг Р.Д., Уорд Дж., Скайер Ф. Прибор для исследования микротопографии поверхности // ПНИ, 1972.- №7.- С.36-49.

60. Ван де Валле Г., Герритсен Д., Ван Кемпен X., Вайдер П. Высокостабильный растровый туннельный микроскоп // ПНИ, 1985. №8. - С.75-79.

61. Binnig G. and Rohrer Н. Scanning Tunneling Microscope. US Patent N. 4343993, publ. 10.08.82.

62. Jaklevic R.C. and Elie L. Scanning-Tunneling-Microscope Observation of Surface Diffusion on an Atomic Scale: Au on Au (111) // Physical Review Letters. 1988. Vol. 60, N. 2. P. 120-123.

63. Gimzewski J.K., Humbert a., Bednorz J.G. and Reihl B. Silver Films Condensed at 300 and 90 K: Scanning Tunneling Microscopy of Their Surface Topography // Physical Review Letters. 1985. Vol. 55, N. 9. P. 951- 954.

64. Behm R.J., Hosier W., Ritter E. and Binnig G. Correlation between Domain Boundaries and Surface Steps: A Scanning-Tunneling-Microscopy Study on Reconstructed Pt (100). //Physical Review Letters. 1986. Vol. 56. N. 3. P." 228-231.

65. Альбрехт Т. и др. Получение изображений и модификация полимеров с помощью сканирующего туннельного микроскопа и микроскопа атомных сил // Прикладная физика.- 1988.- Т.64, №3.- С.1178-1184.

66. Smith D.P., Horber Н., Gerber С. and Binnig G. Smectic Liquid Crystal Monolayers on Graphite Observed by Scanning Tunneling Microscopy // Science. 1989. Vol. 245, N. 27. P. 43-45.

67. GiambattistaB., Jonson A., McNairy W.W., Slough C.G. and Coleman R.V. Correlation of scanning-tunneling-microscope image profiles and charge-density-wave amplitudes. Physical Review B. 1088. Vol. 38, N. 5. p. 3545-3548.

68. Wu X.L. and Lieber C.M. Hexagonal Domain-Lire Charge Density Wave Phase of TaS2 Determined by Scanning Tunneling Microscopy // Science. 1989. Vol.243, N. 13. P. 1703-1705.

69. Binnig G., Rohrer H., Gerber C. and Weibel E. 7x7 Reconstruction on Si (111) Resolved in Real Space // Physical Review Letters. 1983. Vol. 50, N. 2. P. 120123.

70. Becker R.S., Golovchenko L.A., McRae E.G. and Swartzentruber B.S. Tunneling Images of Atomic Steps on the Si (111) 7x7 Surface // Physical Review Letters. 1985. Vol. 55, N. 19. P. 2028-2031.

71. Becker R.S., Golovchenko J.A., Hamann D. R. and Swartzentruber B.S. Real-Spase Observation of Surface States on Si (111) 7x7 with the Tunneling Microscope // Physical Review Letters. 1985. Vol. 55, N. 19. P. 2032-2034.

72. Becker R.S., Golovchenko J.A., Higashi G.S. and Swartzentruber B. S. New Reconstructions on Silicon (111) Surfaces. // Physical Review Letters. 1986. Vol. 57, N. 8. P. 1020-1023.

73. Alerhand O.L. and Mele E.J. Surfase reconstruction and vibrational excitations of Si (001)//Physical ReviewB. 1987. Vol. 35, N. 11.5533-5546.

74. Bell L.D. and Coleman R.V. Elastic and inelastic electron tunneling with the use of Si02 + A10x and АЮХ+ Si barriers // Physical Review B. 1984. Vol. 30, N. 8. P. 4120-4129.

75. Binnig G., Garsia N. and Rohrer H. Conductivity sensitivity of inelastic scanning tunneling microscopy // Physical Review B. 1985. Vol. 32, N. 2. P. 1336-1338.

76. Binnig G. Frank K.H., Fuchs H., Garsia N., Reihl В., Rohrer H., Salvan F. and Williams A.R. Tunneling Spectroscopy and Inverse Photoemission: Image and Field States // Physical Review Letters. 1985. Vol. 55, N. 9. P.991-994.

77. Binnig G., Garsia N. and Rohrer H. Electron-metal-surface interaction potential with vacuum tunneling: Observation of the image force // Physical Review B. 1984. Vol. 30, N. 8. P. 4816-4818.

78. Albrecht T.R., Dover M.M., Lang C.A., Grutter P. and Quate C.F. Imaging and modification of polymers by scanning tunneling and atomic force microscopy // Journal of APPLIED PHYSICS. 1988. Vol. 64, N. 3. P. 1178-1184.

79. Amrein m., Durr R., Stasiar A., Gross H. and Travaglini. Scanning Tunneling Microscopy of Uncoated recA-DNA Complexes // Science. 1989. Vol. 243, N. 13. P. 1708-1711.

80. Бахтизин P.3., Хашицуме Т., Щуе К.К., Сакурай Т. Истинные атомныеструктуры на поверхности GaAs(OOl), выращенной методами молекулярно-лучевой эпитаксии // Зондовая микроскопия-98 (Сб. Докл.), Н.Новгород, 1998.-С.5-18.

81. Байзер М.В., Витухин В.Ю., Закурдаев И.В. СТМ наблюдения самоорганизации поверхности кристаллов при тепловом отжиге // Зондовая микроско-пия-98 (Сб. Докл.), Н.Новгород, 1998.- С.29-32.

82. Савинов C.B., Маслова Н.С., Панов В.И. Взаимодействия зарядовых структур при низкотемпературных СТМ исследованиях поверхности // Зондовая микроскопия-98 (Сб. Докл.), Н.Новгород, 1998 С.33-37.

83. Васильев C.B., Коротеев Н.И., Магницкий С.А., Орешкин А.И., Панов В.И. In situ СТМ/СТС исследование фотохромных преобразований в ЛБ плёнках молекул нафтаценхинонов // Зондовая микроскопия-98 (Сб. Докл.), Н.Новгород, 1998.- С.160-163.

84. Шелковников Е.Ю. Анализ расчётных моделей для плотности тока туннельных переходов металл-изолятор-металл // Деп. в ВИНИТИ, №706-В00. -51с.

85. Туннельные явления в твёрдых телах / Под ред. Э.Бурштейна и С.Лунд-квиста. М.: Мир. 1973- 422с.

86. Simmons J.G. Generalized formula for the electric tunnel effect between similar electrodes separated by a thin insulating film // J. Appl. Phyz., 1963- V.34-№6.-p. 1793-1803.

87. Хайкин M.C. Сканирующий туннельный микроскоп с большим полем зрения // ПТЭ, 1989-№1- С.161-165.

88. Живер И. Туннельный переход в системе металл -изолятор-металл // Туннельные явления в твёрдых телах // Под ред. Э.Бурштейна и С.Лундквиста-М.: Мир. 1973 С.25-35.

89. Асхалян А.Д., Талонов C.B., Дорофеев И.А., Пестерев C.B., Полушкин Н.И., Салащенко H.H., Токман Н.И. Нанометровая модификация многослойной структуры с помощью туннельного микроскопа//ЖТФ, 1994- Том 64, в.4-С.144-155.

90. Шредник В.Н. Теория автоэлектронной эмиссии // Ненакаливаемые катоды / Под ред. М.И.Елинсона.- М.: Сов. радио, 1976 С.165-177.

91. Бете Г., Зоммерфельд А. Электронная теория металлов М.: ОНТИ НКТП СССР, 1938.-316с.

92. Fowler R.H., Nordheim L. Electron emission in intense electric fields // Proc. Roy. Soc., 1928-V.119.-№ A781.-p.l73-181.

93. Елинсон М.И., Васильев Г.Ф. Автоэлектронная эмиссия,- M.: Физмат. ГИЗ, 1958.-272с.

94. Симмонс Дж.Г. Силы изображения в туннельных переходах металл-окисел-металл // Туннельные явления в твёрдых телах / Под ред. Э.Бурштейна и С.Лундквиста.-М.: Мир. 1973.-С.131-142.

95. Владимиров Г.Г. Физические процессы при массопереносе с острий: Дис . докт. физ-мат. наук. Л., 1989 357с.

96. Дюк К.Б. Теория туннельного перехода в системе металл-барьер-металл /

97. Туннельные явления в твёрдых телах // Под ред. Э.Бурштейна и С.Лундквиста- М.: Мир. 1973.- С.36-50.

98. Miskovsky N.M., Cutler Р.Н., Feuchtwang Т.Е., Lucas A.A. The multiple-image interactions and the Mean-Barrier Approximation in MVM tunneling junctions // Appl. Phys.A., 1982.- V27.- №3.- p.139-147.

99. Fan В., Fariz S.M., Gustafson Т.К., Bridges T.J.: Appl. Phys. Lett., 1977,-v.30-p.177-179.

100. Баскин Л.M., Владимиров Г.Г., Шредник В.H. Эмиссионные процессы при малых расстояниях остриё объект //Зондовая микроскопия - 98: Материалы Всероссийского совещания - Н.Новгород, 1998 - С.52-58.

101. Липанов А.М., Шелковников Е.Ю. Численные исследования параметров сканирующего туннельного микроскопа // Деп. в ВИНИТИ, №2092-В00 36с.

102. Липанов A.M., Кизнерцев С.Р., Шелковников Е.Ю. Программно-аппаратурное обеспечение сканирующего туннельного микроскопа // Современные проблемы внутренней баллистики РДТТ. (Сб. статей).-Ижевск, 1996.- Изд-во ИПМ УрО РАН.- С.276-285.

103. Хонигман Б. Рост и форма кристаллов.- М.: ИЛ, 1961.- 210с.

104. Бондаренко Б.В. Проблема стабильности автоэлектронной эмиссии и некоторые пути её решения // Электронная техника. Сер. Электроника СВЧ, 1980, вып. 9 (321).- С.3-9.

105. Бондаренко Б.В. Материалы для автоэлектронных катодов // Электронная техника. Сер. Электровакуумные и газоразрядные приборы, вып. 6 (89), 1981.-С.3-9.

106. Фоменко B.C., Подчерняева И.А. Эмиссионные и адсорбционные свойства веществ и материалов. (Справочник).- М.: Атомиздат, 1975.- 320с.

107. McCord M.A., Pease R.F.W. A scanning tunneling microscope for surface modification.- J. Physione (Paris). 1986. t.47. Suppl. C2, p.C2-487-C2-491.

108. Duke W.P., Trolan J.K., Dolan W.W., Barnes B. The field emitter: fabrication. electron microscopy, and electric field calculation.- J. Appl. Phys., 1953. v.24. №5. P.570-576.

109. Russel A.M. Electron trajectories in a field emission microscope.- J. Appl. Phys., 1962. v.33. №3. P.970-975.

110. Chang M.S., Feuchtwang Т.Е., Cutler P.H. Spherical tip model in the theory of the scanning tunneling microscope // Surf. Sci., 187, 1987 p.559-568.

111. Андрюшечкин Б.В., Ельцов K.H., Шевлюга B.M., Юров В.Ю. Применение Фурье-анализа СТМ-изображений для измерения структурных параметров адсорбированных монослоёв. Структура Ag(lll)-(17xl7)-cl //Зондовая микроскопия 98 - Н.Новгород, 1998 - С.144-151.

112. Шелковников Е.Ю. Исследование параметров туннельного микроскопа с применением метода Монте-Карло // Информационно-измерительные системы на базе наукоёмких технологий. Ижевск, 1998. - С.95-102.

113. Пб.Бусленко Н.П., Голенко Д.И., Соболь И.М., Срагович В.Г., Шрейдер Ю.А. Метод статистических испытаний (метод Монте-Карло).- М.: Физматгиз, 1962-331с.

114. Бахвалов Н.С., Жидков Н.П., Кобельков Г.М. Численные методы. М.: Наука, 1987.-598с.

115. Шелковников Е.Ю. Определение погрешностей измерений размеров микронеровностей поверхности туннельным микроскопом // Деп. в ВИНИТИ, №2091-В00.-36с.

116. Темников Ф.Е., Афонин В.А., Дмитриев В.И. Теоретические основы информационной техники-М.: Энергия, 1979 512с.

117. Бородачёв H.A. Основные вопросы теории точности производства М.: Академкнига, 1950- 416с.

118. Вентцель Е.С. Теория вероятностей-М.: Физматгиз, 1962 564с.

119. Панич А.Е., Куприянов М.Ф. Физика и технология сегнетокерамики. Ростов-на-Дону, «Изд-во Ростовского университета», 1989. - 180с.

120. Джагупов Р.Г., Ерофеев A.A. Пьезоэлектронные устройства вычислительной техники, систем контроля и управления. СПб.: Политехника, 1994. - 608с.

121. Трофимов А.И. Пьезоэлектрические преобразователи статических нагрузок. М.: Машиностроение, 1979. - 95с.

122. Дехтяренко П.И. Синхронное детектирование в измерительной технике и автоматике. Киев: Техника, 1965. - 312с.

123. Рыбин Ю.К., Будейкин В.П. Синхронные детекторы в селективных измерительных приборах // Измерения, контроль, автоматизация. 1984. - №3-С.33-41.

124. Володин А.П., Степанян Г.А., Хайкин М.С., Эдельман B.C. Сканирующий туннельный микроскоп с большим полем зрения, совместимый с растровым электронным микроскопом // ПТЭ, 1989. №5. - С.185-187.

125. Липанов A.M., Рац Ю.В., Шелковников Е.Ю. Уменьшение дрейфа изображения в туннельном микроскопе // Датчики электрических и неэлектрических величин. Барнаул, 1993. - 4.2. - С.98.

126. Шелковников Е.Ю. Коррекция выходной характеристики пьезоэлектрического преобразователя. // Измерения, контроль и автоматизация производственных процессов. Барнаул, 1994. - 4.2. - С.118.

127. Петренко А.И. Автоматический ввод графиков в электронные вычислительные машины-М.: Энергия, 1968-423с.

128. Миллер М., Смит Г. Зондовый анализ в автоионной микроскопии.- М.: Мир, 1993.-304с.

129. Рыфтин Я.А. Телевизионная система.- М.: Сов. радио, 1967 271с.

130. Володин А.П., Панич А.Е. Применение пьезокерамических материалов ПКР в низкотемпературных сканирующих туннельных микроскопах // ПТЭ, 1989.-№5.-С.190-193.

131. Шелковников Е.Ю. Анализ пьезоэлектрических преобразователей туннельного микроскопа // Датчики электрических и неэлектрических величин. Барнаул, 1993. - 4.1 - С.76-77.

132. Шелковников Е.Ю. Обзор пьезоманипуляторов для сканирующего туннельного микроскопа // Учёные ИжГТУ производству. - Ижевск, 1994. - С.64.

133. Липанов A.M., Гуляев П.В., Шелковников Е.Ю., Вяткова О.Ю. Адаптивнаяразвёртка в сканирующем туннельном микроскопе // Измерения, контроль и автоматизация производственных процессов. Барнаул, 1997. - С.58.

134. Шелковников Е.Ю., Гуляев П.В., Гадилье О.Ю. Сканирующий туннельный микроскоп с большим полем зрения // Датчики электрических и неэлектрических величин. Барнаул, 1995. - С. 150.

135. Кизнерцев С.Р., Шелковников Е.Ю., Гуляев П.В. Пьезопреобразователь для сканирующего туннельного микроскопа // Измерения, контроль и автоматизация производственных процессов. Барнаул, 1997. - С.89-91.

136. Липанов A.M., Шелковников Е.Ю. Программно-аппаратурное и технологическое обеспечение сканирующего туннельного микроскопа // Современные проблемы внутренней баллистики РДТТ (Сб. статей). Ижевск, 1996. - Изд-во ИПМ УрО РАН. - С.276-285.

137. Кузнецов П.Г.,. Кизнерцев С.Р., Шелковников Е.Ю. Аппаратурная и программная реализация метода сканирующей туннельной спектроскопии // Измерения, контроль и автоматизация производственных процессов. Барнаул, 1997. - С.62.

138. Шелковников Е.Ю. Математическая обработка экспериментальных данных при использовании туннельного микроскопа // Измерения, контроль и автоматизация производственных процессов. Барнаул, 1997. - С.63.

139. Липанов A.M., Сметанин A.M., Шелковников Е.Ю. Обработка изображений в сканирующем туннельном микроскопе // Датчики электрических и неэлектрических величин. Барнаул, 1993. - 4.2 - С.48.

140. Сметанин A.M., Липанов A.M., Шелковников Е.Ю. Моделирование изображений микрорельефа поверхности образцов // Датчики электрических и неэлектрических величин. Барнаул, 1993. - 4.2 - С.36.

141. Липанов A.M., Дзюин C.B., Шелковников Е.Ю. Выделение сигналов пьезоэлектрического преобразователя сканирующего туннельного микроскопа // Пьезотехника 94. Томск, 1994. - С.82.

142. Липанов A.M., Дзюин C.B., Шелковников Е.Ю. Обработка измерительной информации пьезоэлектрического преобразователя туннельного микроскопа // Пьезотехника 94. Томск, 1994. - С.83.

143. Шелковников Е.Ю. Повышение точности отображения поверхности с сканирующем туннельном микроскопе // Датчики электрических и неэлектрических величин. Барнаул, 1995. - С.151.

144. Кизнерцев С.Р., Плетнёв М.А., Шелковников Е.Ю. Технология изготовления игл для сканирующего туннельного микроскопа // Датчики электрических и неэлектрических величин. Барнаул, 1995. - С. 153.

145. Шелковников Е.Ю., Гуляев П.В., Лосев A.B., Боровик Д.И., Вяткова О.Ю. Улучшение качества изображений в сканирующем туннельном микроскопе

146. Измерения, контроль и автоматизация производственных процессов. -Барнаул, 1997. С.83-84.

147. Кизнерцев С.Р., Шелковников Е.Ю., Барков А.Ю. Повышение точности выделения информации в туннельном микроскопе // Измерения, контроль и автоматизация производственных процессов. Барнаул, 1997. - С.95-97.

148. ПрэттУ. Цифровая обработка изображений-М.: Мир, 1982-Кн. 1 310с.

149. Прэтт У. Цифровая обработка изображений: Пер. с англ.- т.2 М.: Мир, 1982,- 792с.

150. Голд Б., Рэйдер Ч. Цифровая обработка сигналов М.: Сов. радио, 1973-367с.

151. Введение в цифровую фильтрацию / Под ред. Богнера Р., Константинидиса А.- М.: Мир, 1976.-215с.

152. Даджион Д., Мерсеро Р. Цифровая обработка многомерных данных М.: Мир, 1988.-486с.

153. Марпл-мл. C.JI. Цифровой спектральный анализ и его приложения М.: Мир, 1990.-584с.

154. Рабинер JI. Гоулд Б. Теория и применение цифровой обработки сигналов-М.: Мир, 1978.- 848с.

155. Каппелини В., Константинадис А., Эмилиани П. Цифровые фильтры и их применение-М.: Энергатомиздат, 1983-360с.

156. Хемминг Р.В. Цифровые фильтры М.: Недра, 1987 - 221с.

157. Винер Н., Пэли Р. Преобразование Фурье в комплексной плоскости: Пер. с англ.- М.: Наука, 1964 267с.

158. Применение цифровой обработки сигналов / Под ред. Э. Оппенегйма: Пер. с англ.- М.: Мир, 1980.- 552с.

159. Василенко Г.И., Тараторин A.M. Восстановление изображений М.: Радио и связь, 1986- 301с.

160. Василенко Г.И. Теория восстановления сигналов М.: Сов радио, 1979-272с.

161. Park Z., Quate C.F. Digital filtering of scanning tunneling microscope images-J. Appl. Phys. 1987. v.62. №l,p.312-314.

162. Гафаров P.M., Мельников С.И. Шелковников Е.Ю. Алгоритм обработки изображений в туннельном микроскопе // Измерения, контроль и автоматизация производственных процессов Барнаул, 1994. 4.2. - С.117.

163. Роджерс Д. Алгоритмические основы машинной графики- М.: Мир, 1989.-488с.

164. Фоли Д., Дэм А. Основы интерактивной машинной графики М.: Мир, 1985.- Кн. 1.-367с.

165. Шелковников Е.Ю. Визуализация измерительной информации в сканирующем туннельном микроскопе // Информационно-измерительные системы на базе наукоёмких технологий. Ижевск, 1998 - С.33-39.

166. Шелковников Е.Ю., Коротаев М.Н. Программный пакет CTM-W для туннельного микроскопа // Информационно-измерительные системы на базе наукоёмких технологий. Ижевск, 1998. - С.103-107.174