Контактная атомно-силовая спектроскопия металлических пленок и диэлектрических материалов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.07, кандидат физико-математических наук Дедкова, Елена Георгиевна

• Дедкова, Елена Георгиевна
• кандидат физико-математических наук
• 2008

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Дедкова, Елена Георгиевна

Введение

Глава 1 Применение методов сканирующей зондовой микроскопии для исследования силовых взаимодействий в контактах зонд-поверхность

1.1 Принципы сканирующей зондовой микроскопии

1.2 Контактные квазистатические методы

1.3 Динамические методы

1.4 Типы силовых взаимодействий

1.4.1 Бесконтактные силы

1.4.2 Контактные силы

1.4.3 Капиллярные силы

1.4.4 Силы в пространственно ограниченных жидкостях и 31 адсорбированных жидких слоях

1.5 Экспериментальные результаты, полученные методом контактной 32 силовой спектроскопии

1.5.1 Контактные силы и упругие свойства

1.5.2 Определение констант Гамакера

1.5.3 Капиллярные силы и адгезия

1.5.4 Применения сканирующей емкостной микроскопии (СЕМ), 39 микроскопии зонда Кельвина(МЗК) и электростатической силовой микроскопии (ЭСМ)

1.6 Выводы к главе

Глава 2 Методики контактной и бесконтактной силовой микроскопии

2.1 Система управления АСМ в контактном режиме

2.2 Формирование и методика регистрации силовой кривой подвода- 45 отвода (деформация -перемещение)

2.3 Формирование сигналов в динамических режимах бесконтактной и 49 полуконтактной АСМ

2.4 Система управления АСМ в динамическом режиме ^

2.5 Формирование сигналов в динамических электростатических режимах зондовой микроскопии

2.6 Механические характеристики зондов

2.7 Подготовка и характеристики образцов

2.8 Выводы к главе

Глава 3 Экспериментальное исследование взаимодействий зонд- 65 поверхность методом контактной силовой спектроскопии (КСС)

3.1 Проблемы калибровки зависимостей фототок -перемещение (сила 65 -перемещение) и выбора оптимальных режимов АСМ

3.2 Топография поверхности материалов и силовые кривые подводаотвода

3.2.1 Пиролитический графит

3.2.2 Металлические пленки на кремниевых подложках

3.2.3 Искусственный алмаз, поликор, кремний

3.2.4 Полимерные материалы

3.3 Измерения в воде

3.4 Выводы к главе

Глава 4 Обработка результатов измерений силовых кривых подвода- 94 отвода и их теоретическая интерпретация

4.1 Предварительная обработка и статистическое усреднение кривых 94 подвода -отвода (фототок -перемещение)

4.2 Интерпретация контактного участка кривой подвода. Калибровка 100 фототок -сила

4.3 Исследование модулей упругости

4.4 Интерпретация бесконтактного участка кривой подвода

4.4.1 Идентификация электростатических сил и определение формы 119 зонда

4.4.2 Сравнение калибровок фототока по электростатической силе и 124 по контактной линии

4.4.3 Идентификация Ван -дер —Ваальсовых сил и определение констант Гамакера

4.4.4 Влияние водной (окисной) пленки на измерения ВдВ сил на воздухе

4.5 Участок адгезионно -капиллярного гистерезиса

4.6 Анализ ошибок измерений

4.7 Выводы к главе 4 134 Выводы ко всей работе 136 Список литературы 137 Приложение 1 150 Приложение

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Контактная атомно-силовая спектроскопия металлических пленок и диэлектрических материалов»

Сканирующая атомно — силовая микроскопия (АСМ), начиная от момента своего рождения в 1986 году [1, 2], наряду со сканирующей туннельной микроскопией (СТМ), изобретенной несколькими годами раньше [3], прошла интенсивный путь развития и прочно вошла в арсенал современной экспериментальной физики. В настоящее время оба этих метода, а также родственные им объединяются под общим названием «сканирующая зондовая микроскопия» (СЗМ). Новые поколения СЗМ и коммерческие микроскопы ведущих компаний - производителей, как правило, совмещают методики АСМ, СТМ и множество других [4,5]. Ряд важнейших применений СЗМ связан с диагностикой и модификацией материалов для микро- и наноэлектроники [6-13], диагностикой и производством микроэлектромеханических систем [14-16] и, более широко, • с нанотехнологиями [12,13, 17-19].

В последнее десятилетие в приложениях СЗМ в различных областях науки наметился переход от качественных исследований, связанных с применением изображающих методик, к количественному определению свойств и характеристик' исследуемых наноскопических тел [20-22]. Экспериментальные работы в этом направлении стимулируются теоретическими исследованиями [21 -27]. Быстро растущее многообразие методов СЗМ, изучаемых объектов и условий их диагностики делают актуальными совершенствование методик зондирования с целью получения более полной информации об объектах, для проверки и уточнения теоретических моделей физических явлений и взаимодействий в наноструктурах. Например, проектирование микроэлектромеханических систем предполагает наличие надежной информации о свойствах материалов в наномасштабах (механических, электрических, магнитных и т. д.), которые могут значительно отличаться от своих макроскопических аналогов [20, 23, 29-31]. Кроме электростатических, сил в функционировании таких систем значительную, а часто определяющую роль, играют силы Ван -дер -Ваальса и Казимира [32, 33], адгезионно -капиллярные и сольватационные [31,34 -38]. Эти силы весьма чувствительны к изменениям геометрии контактирующих тел, материальных характеристик, температуры, типа окружающей среды и т. д., а их измерение является приоритетной задачей физики поверхности и нанофизики. Высокий научный и практический интерес связан с применением АСМ для химического распознавания отдельных молекул и атомов. В свою очередь, исследование контактных взаимодействий зондов АСМ с образцами позволяет глубже понять природу механических свойств материалов и определить с наноразрешением модули упругости, твердость, пластические и другие характеристики. Наконец, важнейшую практическую задачу представляет развитие in situ методов контроля параметров зонда непосредственно методами АСМ в рабочих режимах конкретного прибора.

Цель работы

Настоящая работа направлена на развитие экспериментальных методов контактной силовой спектроскопии с помощью АСМ и определение механических и физических характеристик металлических и диэлектрических материалов в атмосферных условиях. С этой целью в диссертации были поставлены следующие задачи:

• разработать методики проведения контактной силовой спектроскопии на микроскопе Solver Pro (компания «НТ-МДТ»), калибровки и статистической обработки экспериментальных зависимостей подвода -отвода (деформация -перемещение) на бесконтактном и контактном участках взаимодействия зонда с поверхностью образца;

• измерить зависимости деформация -перемещение на опытных образцах металлических пленок и диэлектрических материалов в атмосферных условиях и в водной среде;

• исследовать геометрические характеристики серийных зондов методами АСМ и просвечивающей электронной микроскопии;

• разработать методы теоретической интерпретации силовых кривых подвода -отвода с целью получения количественной информации о геометрических параметрах зондов и физических характеристиках образцов.

Научная новизна работы состоит в следующем

1. Впервые с помощью зондового микроскопа Solver Pro экспериментально продемонстрирована возможность надежного количественного определения характеристик Ван —дер -Ваальсовых и электростатических сил в режиме контактной силовой спектроскопии в атмосферных условиях; определены константы Гамакера некоторых сочетаний металлических и диэлектрических материалов.

2. Разработан и экспериментально апробирован метод определения геометрических характеристик зонда АСМ и электрической емкости контакта зонд -поверхность in situ на основе данных контактной силовой спектроскопии металлических пленок, а также новые методы калибровки силовых кривых «подвода -отвода» на бесконтактном и контактном участках, позволяющие трансформировать зависимости деформация -перемещение в зависимости сила -расстояние.

3. Разработан метод определения контактных жесткостей и модулей упругости материалов путем сравнительного анализа контактных линий подвода исследуемых образцов и эталонных материалов.

Практическая ценность работы Результаты работы расширяют возможности количественного анализа характеристик наноматериалов с помощью АСМ с высоким уровнем локального разрешения. Полученные экспериментальные данные по контактным, Ван —дер Ваальсовым, электростатическим и адгезионным силам могут быть использованы для уточнения теории силовых взаимодействий нанозондов с поверхностями металлических и диэлектрических материалов. Разработанные методы и методики могут войти в спецкурсы по магистерской программе «Физика наносистем».

Основные положения, выносящиеся на защиту

Показано, что для получения количественной информации о контактных и бесконтактных силах взаимодействия зондов АСМ с образцами необходима раздельная статистическая обработка данных силовой спектроскопии на бесконтактном участке линии подвода, на контактной линии и на участке адгезионно -капиллярного гистерезиса. Это достигается усреднением измеренных значений тока фотодетектора для идентичных положений зонда АСМ после приведения серии линий «подвода -отвода» к совпадающим контрольным позициям сканера.

2.Установлено, что геометрические характеристики проводящего зонда АСМ, его электрическая емкость в контакте с проводящим образцом и константы Гамакера Ван -дер -Ваальсова взаимодействия определяются из анализа экспериментальных зависимостей «фототок -перемещение», получаемых в сеансах контактной электросиловой спектроскопии с применением мягких кантилеверов, имеющих жесткости 0.03^0.2#/лг. Это достигается минимизацией суммы квадратов отклонений вычисленных и измеренных значений сил взаимодействия по параметрам зонда.

3. Показано, что модули упругости материалов определяются из сравнительного анализа коэффициентов наклона контактных линий подвода, получаемых в серии последовательных спектроскопических измерений эталонных и исследуемых образцов одинаковыми зондами, причем точность измерений возрастает с применением кантилеверов с жесткостями более 50HIм и с небольшими радиусами кривизны зондов порядка 10им .

Личный вклад автора Постановка задач осуществлена совместно с научным руководителем. Автором лично выполнены все спектроскопические измерения силовых кривых подвода -отвода и сопутствующие исследования топографических и других характеристик образцов в изображающих методиках контактной и полуконтактной АСМ. Разработаны программы статистического анализа и обработки данных силовой спектроскопии на бесконтактном и контактном участках взаимодействия зондов с образцами. Научный руководитель и соавторы приняли участие в постановке задач, интерпретации экспериментальных зависимостей деформация -перемещение и проведении расчетов контактных, Ван —дер -Ваальсовых и электростатических сил.

Апробация результатов

Материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях и симпозиумах:

1.Семинар "Нанотехнология и атомная силовая микроскопия как инструментарий для нанонехнологий". ЗАО «НТ-МДТ». (12-16 декабря 2005, г. Зеленоград);

2. X Ежегодный Симпозиум "Нанофизика и наноэлектроника", (г.Нижний Новгород, 13-17 марта 2006г);

3. X Международная научно -техническая конференция и молодежная школа -семинар "Актуальные проблемы твердотельной электроники и микроэлектроники" ПЭМ-2006,. (пос. Дивноморское, Краснодарский край, 24 - 29 сентября 2006г).

4. Международная научно -техническая школа -конференция «Молодые ученые - науке, технологиям и профессиональному образованию в электронике», «МОЛОДЫЕ УЧЕНЫЕ -2006» (Москва, 14 - 18 ноября 2006г).

5. Баксанская Молодежная Школа экспериментальной и теоретической физики, БМШ ЭТФ-2007, КБГУ, (пос. Эльбрус. 15-22 апреля 2007г.).

6. XV Российский симпозиум по растровой электронной микроскопии и аналитическим методам исследования твердых тел (РЭМ-2007) (г.Черноголовка, 5-7 июня 2007г).

Публикации

По теме диссертации опубликовано восемь работ, в том числе четыре статьи в центральных физических журналах, входящих в список ВАК, четыре тезиса докладов на российских и международных научных конференциях и один отчет по НИР, выполненный по гранту РФФИ 2006 г.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка цитируемой литературы, и двух приложений. Общий объем работы составляет 166 страниц машинописного текста, включая 75 рисунков, 4 таблицы и список литературы из 142 наименований.

Заключение диссертации по теме «Физика конденсированного состояния», Дедкова, Елена Георгиевна

Выводы ко всей работе

1. Впервые с помощью зондового микроскопа Solver Pro экспериментально продемонстрирована возможность надежного количественного определения характеристик Ван -дер -Ваальсовых и электростатических сил в режиме контактной силовой спектроскопии в атмосферных условиях; определены константы Гамакера для некоторых сочетаний металлических и диэлектрических материалов.

2. Разработан метод определения контактных жесткостей и модулей упругости материалов путем сравнительного анализа контактных линий подвода исследуемых образцов и эталонных материалов.

3. Разработан и экспериментально апробирован метод определения геометрических характеристик зонда АСМ и электрической емкости контакта зонд —поверхность in situ на основе данных контактной силовой спектроскопии металлических пленок, a Tá^e новые методы калибровки силовых кривых подвода -отвода на бесконтактном и контактном участках, позволяющие трансформировать зависимости деформация -перемещение в зависимости сила -расстояние.

4. Результаты измерений силовых кривых на металлических и диэлектрических материалах, полученные с применением зондов разного типа жесткости и покрытия, существенно различаются по характеру линий подвода и отвода в бесконтактной и контактной области, по типу гистерезиса и величине адгезионных сил отрыва, причем указанные эффекты зависят от величины приложенного электрического смещения.

5. Качественная и количественная интерпретация зависимостей фототок -перемещение в воздушных условиях, как правило, хорошо согласуется с теоретическими моделями, бесконтактных, контактных и адгезионно — капиллярных сил. Результаты измерений в воде, напротив, демонстрируют сложность и неоднозначность физической интерпретации.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Дедкова, Елена Георгиевна, 2008 год

1. Binnig G., Quate С., Gerber С. Atomic force microscope // Phys. Rev. Lett. -1986.-V. 56.-P. 930-933.

2. Binnig G., Rohrer H. Scanning tunneling microscopy: from birth to adolescence // Rev. Mod. Phys. -1987. V.6. -P. 615-625.

3. Binnig G., Rohrer H., Gerber Ch., Weibel E. Surface studies by scanning tunneling microscopy // Phys. Rev. Lett. -1982. -V.49. -P.57-61.

4. Быков B.A. Приборы и методы сканирующей зондовой микроскопии для исследования и модификации поверхностей. Дис. доктора технических наук. ГНИИ физ. проблем им. Ф.В.Лукина, г. Москва, -2000. 393 С.

5. Быков В.А. Микромеханика для сканирующей зондовой микроскопии // Микросистемная техника. -2000. -№1. -С. 21-33.

6. Sarid D. Exploring scanning probe microscopy with "Mathematica" // John Wiley & Sons, Inc., New York. -1997. 262 P.

7. Wiesendanger R. Scanning probe microscopy and spectroscopy applications // Cambridge. Cambridge University Press. UK. -1994.

8. Бухараев A.A., Овчинников Д.В., Бухараева A.A. Диагностика поверхности с помощью сканирующей силовой микроскопии// Заводская лаборатория. -1997. -№5. -С.10-27.

9. Рыков С.А. Сканирующая зондовая микроскопия полупроводниковых материалов и наноструктур // СПБ: -Наука. -2001. -53 С.

10. Мошников В.А. Методы сканирующей зондовой микроскопии в микрои наноэлектронике: учеб. пособие // СПб.: -Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ». -2003.- 68 С.

11. Арутюнов П.А., Толстихина А.Л. Атомно-силовая микроскопия в задачах проектирования приборов микро- и наноэлектроники // Часть 1. Микроэлектроника. -1999. -Т. 28. -№6. -С. 405-414; Часть 2. Микроэлектроника. -2000. -Т.29. -№1. -С.13-23.

12. Неволин В.К. Зондовые нанотехнологии в электронике // -М: Техносфера. -2005.-152 С.

13. Нанотехнология. Физика. Процессы. Диагностика. Приборы. Под ред. В.В.Лучинина // -Москва. Физматлит. -2006. -552 С.

14. Bhushan В. Tribology Issues and Opportunities in MEMS // Kluwer Academic Publ. -1998. -Dordrecht. Netherlands.

15. Bhushan B. (ed). Handbook of micro/nanotribology // -Boca Raton, FL: CRC Press.-1999.

16. Sriram Sundararajan M.S. Micro/nanoscale tribology and mechanics of components and coatings for MEMS // -Dissertation. -The Ohio State University. -2001. -152 C.

17. Пул Ч.,Оуэне Ф. Нанотехнологии // Москва. -Техносфера -2006. -336 С.

18. Нанотехнологии в ближайшем десятилетии (Под ред. Роко М.К., Уильямса Р.С.и Аливисатоса П.) //Москва. -Мир. -2002. -292 С.

19. Нанотехнологии в полупроводниковой электронике (Под ред. Асеева A.JI.)//Новосибирск. -Изд. СО РАН. -2004. -410 С.

20. Binnig G., Rohrer H. In touch with atoms // Rev. Mod. Phys. -1999. -V.71. -№2. -P.S324-S330.

21. Garcia R., Perez R. Dynamic atomic force microscopy methods // Surface Sci. Rep. -2002. -V .47. -P .197-301.

22. Giessibl F.J. Advances in atomic force microscopy // Rev. Mod. Phys. -2003. -V.75. -P.949-983

23. Дедков Г.В. Нанотрибология: экспериментальные факты и теоретические модели // УФН. -2000. -Т. 170. -№6. -С.585-618.

24. Drakowa D. Theoretical modeling of scanning tunneling microscopy, scanning tunneling spectroscopy and atomic force microscopy // Rep. Prog. Phys. -2002. -V.64.-P. 205-290.

25. Hofer W.A., Foster A.S., Schluger A.L. Theories of scanning probe microscopes at the atomic scale // Rev. Mod. Phys. -2003. -V.75. -P. 1287-1331.

26. Hirano M. Atomistics of friction // Surface Sci. Rep. -2006. -V.60. -P. 159-201.

27. Braun O.M., Naumovets A.G. Nanotribology: microscopic mechanisms of Friction // Surf. Sci. Rep. -2006. -V.60. -P.79 -158.

28. Bhushan В., Israelachvili J.N., Landman U. Nanotribology: friction, wear and lubrication at the atomic scale //Nature (London). -1995. -V.374.-P. 607-616.

29. Krim J. Resource Letter: FMMLS-1: Friction at macroscopic and microscopic length scales // Am. J. Phys. -2002. -V.70. -№9. -P. 890-905.

30. Carpick R., Salmeron M. Scratching the surface: fundamental investigations of tribology with atomic force microscopy // Chemical Reviews. -1997.-V.97. -№4. -P.l 163-1194.

31. Бараш Ю.С. Силы Ван -дер -Ваальса. -М: Наука. -1988. -344 С.

32. Bordag М., Mohideen U., Mostepanenko V.M. New developments in thei

33. Casimir effect// Phys. Rep. -2001. -V.353. -P. 1-275.

34. Israelachvili J.N. Intermolecular and surface forces // London. Acad. Press. -1992.

35. Cappella В., Dietler G. Force-distance curve by atomic force microscopy // Surf. Sci. Rep. -1999. -V.34. -P.l-104.

36. Butt H., Cappella В., Kappl M. Force measurements with the atomic force microscope: Technique, interpretation and applications // Surf. Science Rep.2005.-V.59. -P.1-152.

37. Дерягин Б.В., Чураев Н.В., Мулл ер В.М. Поверхностные силы, -М: Наука. -1985.-С.34.

38. Burnham N.A., Kulik A.J. Surface forces and adhesion //In: Handbook of micro/nanotribology (Ed. B.Bhushan) Boca Raton, FL: CRC Press. -1999.

39. Дедков Г.В. Физические аспекты взаимодействий зонд- поверхность в сканирующей зондовой микроскопии. Часть 1. //Нано- и микросистемная техника. -2006. -№8. -С.2-12; Часть 2 И Нано- и микросистемная техника.2006.-№9. С. 1-12.

40. Бахтизин Р.З., Галлямов P.P. Физические основы сканирующей зондовой микроскопии. -Уфа. Изд. Баш. ГУ. -2003. 82 С.

41. Миронов B.JL, Основы сканирующей зондовой микроскопии // Москва: -Техносфера. -2004. -144 С.

42. Суслов А.А., Чижик С.А. Сканирующие зондовые микроскопы // Материалы, технологии, инструменты. -1997. -№3. -С.78 -89.

43. Martin Y., Williams С.С., Wickramasinghe Н.К. The resolution limit of scanning capacitance microscopes //J. Appl. Phys. -1987. -V.61. -P.4723-4729.

44. Zhong Q., Imniss D., Kjoller K., Elings V.B. Phase contrast in tapping-mode scanning force microscopy // Surface Sci. -1993. -V.290. -P.688.

45. Albrecht T.R., Grutter P., Home D., Rugar D. Dynamic scanning force microscopy//J. Appl. Phys. -1991. -V.69. P. 668-674.

46. Stoneham A.M., Marta Ramos M.D., Sutton A.P. How do they stick together ? The statics and dynamics of interfaces // Phil. Mag. -V.A67. -№4. -P.797-811.

47. Дедков Г.В., Кясов A.A. Электромагнитное и флуктуационно -электромагнитное взаимодействие движущихся частиц и нанозондов с поверхностями. Нерелятивистское рассмотрение (Обзор) // Физика твердого тела. -2002. -Т. 44. -№ 10. -С. 1729 -1751 .

48. Guggisberg М., Bammerlin М., Loppacher Ch., et. al. Separation of interactions by noncontact force microscopy // Phys. Rev. -2000. -V.B61. -№16. -P. 11151-11155.

49. Лифшиц E.M., Питаевский JI.П. Статистическая физика. Часть 2. -М.: Физматлит. -2002. -493 С.

50. Matey J.R., Blanc J. Scanning capacitance microscopy // J. Appl. Phys. -1985. -V.57. -№ 5. -P.1437-1444.

51. Jacobs H.O., Knapp H.F., Stemmer A. Practical aspects of Kelvin probe force microscopy //Rev. Scientific Instrum. -1999. -V.70. -№3. -P.1756-1760.

52. Girard P. Electrostatic force microscopy: principles and some applications to semiconductors //Nanotechnology. -2001. -V.12. -P.485.

53. Nonnenmacher M., O'Boyle M.P., Wicramasinghe H.K. Kelvin probe force microcsopy // Appl. Phys. Lett. -1991. -V.58. -P.2921-2923.

54. Jacobs H.O., Knapp H.F., Stemmer A., Jacobs H.O. Practical aspects of Kelvin probe force microscopy // Review of Scientific Instruments. -1999. -V. 70, -№ 3, -P. 1756.

55. Terris B.D., Stern J.E., Rugar D., Mamin H.J. Contact electrification using atomic force microscopy // Phys. Rev. Lett. -1989. -V.63. -№ 24. -P.2669-2672.

56. Saint Jean M., Hudlet S., Guthmann C., Berger J. Charge dynamics and time evolution of contact potential studied by atomic force microscopy // Phys. Rev. -1997. -V.B56. -№ 23. -P.15391-15359.

57. Hudlet S., Saint Jean M., Guthmann C. Berger J. Evaluation of the capacitive force between an atomic force microscopy tip and a metallic surface // Eur. Phys. J. -1998.-V.B2.-P.5-10.

58. Saint Jean M., Hudlet S., Guthmann C., Berger J. Van der Waals and capacitive forces in atomic force microscopy // J. Appl. Phys. -1999. -V.86. -№ 9. -P.5245-5249.

59. Law B.M., Reutford F. Electrostatic forces in atomic force microscopy // Phys. Rev. B. -2002. -V.66. -P. 35402-1 -35402-6.

60. Ландау Л.Д., Лифшиц E.M. Теория упругости// -Москва. -Физматлит. -2001.- 259 С.

61. Johnson K.L., Kendall К. and Roberts D.A. Surface energy and the contact of elastic solids // Proc. Roy. Soc. London. -1971. -V.A324. -P.301.

62. Johnson K.L. Contact mechanics // Cambridge. Cambridge Univ. Press. -1985.

63. Derjaguin B.V., Muller V.M., Toporov Yu.P. Effect of contact deformations on the adhesion of particles // J. Coll. Interface Sci. -1975. -V. 53(2). -P.314.

64. Муллер B.M., Дерягин Б.В., Топоров Ю.П. О силе прилипания достаточно жесткой шарообразной упругой частицы к плоскости // Коллоидный журнал. -1983. -№3. -С. 455.

65. Maugis D. Adhesion of spheres: the JKR-DMT transition using a Dugdale model // J. Coll. Interface Sci. -1992. -V. 150(1). -P.243.

66. Maugis D. Contact adhesion and rupture of elastic solids // Berlin: Springer. -2000.

67. Адамсон А. Физическая химия поверхностей// -Москва. -Мир. -1979. -568 С.

68. Fisher L.R., Israelachvili J.N. Evaporation and instabilities of microscopic capillary bridges // J. Colloid Interf. Sci. -1981. -V.80. -P. 528.

69. Ouyang Q., Ishida K., Okada K. Investigation of micro-adhesion by atomic force microscopy // Appl. Surf. Sci. -2001. -V.169 -P. 644.

70. Bhushan В., Dandavate C. Thin-film friction and adhesion studies using atomic force microscopy //J. Appl. Phys. -2000. -V.87. -P.1201.

71. Patrick D.L., Flanagan J.F., Kohl P. Atomistic molecular dynamics simulations of chemical force microscopy // J. Am. Chem. Soc. -2003. -V. 125. -P.6762.

72. Shulha H., Zhai X., Tsukruk V.V. Some aspects of AFM nanomechanical probing of surface polymer films // Macromolecules. -2003. -Y.36. -P.2926.

73. Dimitriadis E.K., Horkay F., Maresca J., Kachar В., Chadwick R.S. Determination of elastic moduli of thin layers of soft material using the atomic force microscope //Biophys. J. -2002. -V.82 -P. 2798.

74. MailhotB., Bussiere P.-O., Rivaton A., Morlat-Therias S., Gardette J.-L. Nanomechanical analysis of polymer surfaces // Macromol. Rapid Commun. -2004. -V.25. P.436.

75. Lubarsky G.V., Davidson M.R., Bradley R.H. Elastic modulus, oxidation depth and adhesion force of surface modified polystyrene studied by AFM and XPS // Surf. Sci. -2004. -V.558. -P. 135.

76. Sun Y., Akhremitchev В., Walker G.C. Using the adhesive interaction between atomic force microscopy tips and polymer surfaces to measure elastic modules of compliant samples // Langmuir. -2004. -V.20. -P.5837.

77. Chizhik S.A., Huang Z., Gorbunov V.V., Myshkin N.K., Tsukruk V.V. Micromechanical properties of elastic polymeric materials as probed by scanning force microscopy // Langmuir. -1998. -V.14. №9. -P.3012-3015.

78. Tsukruk V.V., Huang Z., Chizhik S.A., Gorbunov V.V. Micro-thermomechanical properties of heterogeneous polymer films //J. Mater. Sci. -1998. -V.33. -P.4905-4909.

79. Vakarelski I.U., Toritani A., Nakayama M., Higashitani K. Deformation and adhesion of elastomer microparticles evaluated by AFM // Langmuir. -2001. -V.17. -P.4739.

80. Akhremitchev B.B., Walker G.C. Effect of Finite Sample Thickness on Elasticity Determination Using Atomic Force Microscopy // Langmuir. -1999. -V.15. -P.5630.

81. Uricanu V.I., Duits M.H.G., Nelissen R.M.F., Bennink M.L., Mellema J. Local structure and elasticity of soft gelatin gels studied with atomic force microscopy // Langmuir. -2003. -V.19. -P.8182.

82. Shull K.R., Ahn D., Mowery C.L. Adhesion of thermally reversible gels to solid surfaces // Langmuir. -1997. -V.13. -P.6101.

83. Tsukruk V.Y., Sidorenko A., Gorbunov V.V., Chizhik S.A. Surface nanomechanical properties of polymer nanocomposite layers. //Langmuir. -2001. -V.17. -P.6715.

84. Raghavan D., Gu X., Nguyen T., Landingham M., Karim A. Characterization of chemical heterogeneity in polymer systems using hydrolysis and tapping-mode atomic force microscopy // Macromolecules. -2000. —V.33. -P.2573.

85. Engler A.J., Richert L., Wong J.Y., Picart C., Discher D.E. Tissue cells feel and respond to the stiffness of their substrate // Surf. Sci.-2004. -V.570. -P. 142.

86. Touhami A., Nysten B., Dufre'ne Y.F. Nanoscale mapping of the elasticity of microbial cells by atomic force microscopy // Langmuir. -2003. -V.19. -P.4539.

87. Domke J., Dannohl S., Parak W.J., Muller O., Aicher W.K., Radmacher M. Nanophysical properties of living cells // Colloids Surf. B. -2000. -V.19. -P.367.

88. Bocquet L., Barrat J.L. Influence of wetting properties on hydrodynamic boundaiy conditions at a fluid/solid interface // Phys. Rev. Lett. -1993. -V.70. -P.2726.

89. Ando Y. The effect of relative humidity on friction and pull-off forces measured on submicron-size asperity arrays // Wear. -2000. -V.238. -P. 12.

90. Fuji M., Machida K., Takei T., Watanabe T., Chikazawa M. Effect of surface geometric structure on the adhesion force between silica particles // J. Phys. Chem. B. -1998. -V.102. -P.8782.

91. Ata A., Rabinovich Y.I., Singh R.K., Adhes J. Physical characterization of component particles included in dry powder inhalers. Strategy review and static characteristics // Sci. Technol. -2002. -V.16. -P.337.

92. Rabinovich Y.I., Adler J.J., Esayanur M.S., Ata A., Singh R.K., Moudgil B.M. Capillary forces between surfaces with nanoscale roughness // Adv. Colloid Interf. Sci. -2002.-V.96.-P. 213.

93. Biggs S., Cain R.G., Dagastine R.R., Page N.W., Adhes J. Analysis of atomic force microscopy data for deformable materials // Sci. Technol. -2002. -V.16. — P.869.

94. Wei Z., Zhao Y.P. Adhesion elastic contact and hysteresis effect // Chin. Phys. Lett. -2004. -V.21.-P. 616.

95. Lazzer A., Dreyer M., Rath H.J. Role of surface roughtness in capilaiy adhesion//Langmuir. -1999. -V.15. -P.4551.

96. Stifter T., Marti O., Bhushan B. Theoretical investigation of the distance dependence of capillary and van der Waals forces in SFM // Phys. Rev. B. -2000. — V.62.-P.13667.

97. Sedin D.L., Rowlen K.L. Adhesion forces measured by atomic force microscopy in humid air // Anal. Chem. -2000. -V.72. -P.2183.

98. Sirghi L., Nakamura M., Hatanaka Y., Takai O. Hydrophilicity of Ti02 ultra-thin films // Langmuir. -2001. -V.17. -P.8199.

99. Xiao X., Qian L. Investigation of humidity-dependent capillary force // Langmuir. -2000. -V.16. -P.8153.

100. Jones R., Pollock H.M., Cleaver J.A.S., Hodges C.S. Adhesion forces between glass and silicon surfaces in air studied by AFM: effects of relativehumidity, particle size, roughness, and surface treatment // Langmuir. -2002. -V. 18.-P.8045.

101. Duong N.H., Shen E., Shinbrot Т., Muzzio F. Segregation in granular materials and the direct measurement of surface forces using atomic force microscopy // Powder Technol. -2004. -V.145. -P.69.

102. Thundat Т., Zheng X.Y., Chen G.Y., Warmack R.J. Role of relative humidity in atomic force microscopy imaging // Surf. Sci. -1993. -V.294. -P.939.

103. Hu J., Xiao X.D., Ogletree D.F., Salmerón M. Imaging the condensation and evaporation of molecularly thin films of water with nanometer resolution // Science. -1995. -V.268. -P.267-271.

104. Gulbinski W., Pailharey D., Suszko Т., Mathey Y. Study of the influence of adsorbed water on AFM friction measurements on molybdenum trioxide thin films // Surf. Sci. -2001. -V. 475. -P.149-155.

105. Solver Pro. Instruction Manual. NT-MDT Co. Zelenograd Research Institute of physical problem. -2005. -P.74.

106. Фейнман Р., Лейтон Р., Сэндс М. // Фейнмановские лекции по физике . -1977. -Т.5. -Электричество и магнетизм. -300 С.

107. Serry F. М., Kjoller К., Thornton J.T., Tench R.J., Cook D. Electric force microscopy, surface potential imaging, and surface electric modificación with the atomic force microscope (AFM) // Digital Instruments. -2001.

108. Stevens-Kalceff M.A. More than a surface probe: investigation of subsurface charging in buried oxide layers in silicon using Kelvin probe microscope // Microscopy and Microanalysis. -2004. -V. 10 (suppl. 2). -P. 1090-1091.

109. Анкудинов A.B., Титков A.H., Козлов B.A. Исследование распределений потенциала в прямо смещенном кремниевом диоде методомэлектростатической силовой микроскопии // ФТП. -2002. -Т. 36. -№9. -С. 1138-1143.

110. Анкудинов А.В., Котельников У.Ю., Кацнельсон А.А., Евтихиев В.П., Титков А.Н. Микроскопия электростатических сил на сколах полупроводниковых лазерных диодов // ФТП. -2001. -Т. 35. -№7. -С. 874-880.

111. Анкудинов А.В., Титков А.Н. Атомно-силовая микроскопия поляризационных доменов в сегнетоэлектрических пленках // ФТТ. -2005. -Т. 47.-№6. -С. 1110-1117.

112. Chiang D., Lei P.Z., Zhang F., Barrowcliff R. Dynamic EFM spectroscopy studies on electric force gradients of 1гОг nanorod arrays // Nanotechnology. -2005.-№16. -P. 35-40.

113. Wang R., Kido M. Atomic force microscopy and ARZPS analysis of liquid micro-adsorptive on metallic surfaces // Current issues on multidisciplinary microscopy research and education. -2004. -P. 199-207.

114. Sader J.E. Frequency response of cantilever beams immersed in viscous fluids with applications to the atomic force microscope // Journal of applied physics. -1998. -V.84. -№1. -P.64-76.

115. Honda K., Cho Y. Visualization using scanning nonlinear dielectric microscopy of electrons and holes localized in the thin gate film of a metal-SiCV Si3N4-Si02-semiconductor flash memory // Applied Physics Letters. 2005. — T. 86. -P. 1-3.

116. Юдин А. Микросхемы памяти компании STMicroelectronics // Электронные компоненты. -2004. -№3. -С. 30-37.

117. Коровкина Н.М., Ильин В.А. Анализ интегральных микросхем методом атомно-силовой микроскопии // Петербургский журнал Электроники. 2006. -№ 3. - С. 85-98.

118. Kiely J.D., Houston J.E. Nanomechanical properties of Au (111), (001) and (110) surfaces // Physical Review B. -1998. -V.57. -№19. -P.57-63.

119. Stowe T.D., Yasumura K., Kenny T.W., Botkin D., Wago K., Rugar D. Attonewton force detection using ultrathin silicon cantilevers // Appl. Phys. 1997. -V. 71.-№2. -P. 288-290.

120. Manalis S.R., Minne S.C., Atalar A., Quate C.F. Interdigital cantilevers for atomic force microscopy // Applied Physics Letters. -1996. -V. 69. -№25. -P. 3944-3946.

121. Nakayama Y., Akita S. Nanoengineering of carbon nanotubes for nanotools // New Journal of Physics. -2003. №5. -P.128.1-128.23.

122. Albrecht T.R., Akamine S., Carver Т.Е., Quate C.F. Microfabrication of cantilever stylis for the atomic force microscope // J. Vac. Sci. Technol. A. -1990. -V.8. -P.3386-3390.

123. Butt H.-J., Siedle P., Seifert K., Fendler K., Seeger Т., Bamberg E., Weisenhorn A.L., Goldie K, Engel A. Scan speed limit in atomic force microscopy // Microsc J. -1993. -V.169. -P. 75 -80.

124. Тихонов A.H., Самарский А.А. Уравнения математической физики. -«Наука».- Москва. -1966. -724 С.

125. Rabe U., Janser К., Arnold W. Vibrations of free and surface-coupled atomic force microscope cantilevers: theory and experiment // Rev.Sci.Instrum. -1996. -V.67. -№9. -P.3281-3293.

126. Володин А.П. Новое в сканирующей микроскопии // Приборы и техника эксперимента. -1998. -№ 6. -С.З -42.

127. Дедков Г.В., Кясов А.А., Дедкова Е.Г. О бесконтактном трении и теплообмене в наноструктурах // Нано- и микросистемная техника. -2005. -№2. -С.2-9.

128. Дедков Г.В., Тегаев Р.И., Дедкова Е.Г. Контактная силовая спектроскопия проводящих и не проводящих образцов в атмосферных условиях и водной среде // Нано- и микросистемная техника. -2007. -№2. -С.8-15.

129. Дедков Г.В., Дедкова Е.Г., Тегаев Р.И., Хоконов Х.Б. Измерения ван — дер -Ваальсовых и электростатических сил в контактах зонда сканирующего микроскопа с металлическими поверхностями // Письма в ЖТФ. -2008. -Т.34. -№1. -С.38-47.

130. Дедков Г.В., Тегаев Р.И., Дедкова Е.Г. Отчет по теме: Исследование силовых взаимодействий зонда сканирующего микроскопа с металлическими пленками в атмосферных условиях. № 02. -2007. -03911.

131. Kulkarni A.V., Bhushan В. Nanoscale mechanical property measurements using modified atomic force microscopy // Thin solid films. -1996. -V.290. -P.206-210.

132. Burnham N.A., Colton R.J., Pollock H.M. Interpretation of force curves of force microscopy //Nanotechnology. -1993. —V.4. -P.64-80.

133. Burnham N.A., Behrend O.P., Oulevey F. How does a tip tap? // Nanotechnology. -1997. -V.8. -P.67-75.

134. Johnson K.L., Lantz M.A., O'Shea S.J., Welland M.E. Atomic-force-microscope study of contact area and friction on NbSe? // Physical Review B. -1997. -V.55. -№16. -P.55-64.

135. Pharr G.M., Oliver W.C. Measurement of film mechanical properties using nanoindentation // MRS Bullettin. -1992. -V.17. -№7. -P.28-33.

136. Krupp H. Van der Waals interaction of different materials // Adv.Coll. and Int.Sci. -1967. -V.l.-№2.-P.l 11-130.