Локальная оптическая микроскопия и поляриметрия ближнего поля для исследования оптических свойств поверхностных наноструктур тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.01, кандидат физико-математических наук Музыченко, Дмитрий Анатольевич

• Музыченко, Дмитрий Анатольевич
• кандидат физико-математических наук
• 2008

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Музыченко, Дмитрий Анатольевич

Введение

Глава 1. Физические принципы сканирующей микроскопии ближнего оптического поля

§ 1.1 Вводное определение оптического ближнего поля.

1.1.1 Фурье-представление волнового поля.

1.1.2 Дальнее оптическое поле.

1.1.3 Ближнее оптическое поле,.

1.1.4 Краткая история оптической микроскопии ближнего поля

§ 1.2 Структура электромагнитного поля субдлипноволновой апсртуры

§ 1.3 Разрешающая способность оптических микроскопов ближнего поля.

§ 1.4 Соотношение неопределенности в оптической микроскопии ближнего поля

§ 1.5 Механизмы формирования ближпепольно-оптических изображений

1.5.1 Апертурный оптический микроскоп ближнего поля

1.5.2 Безапертурный оптический микроскоп ближнего поля

§ 1.6 Взаимодействие зондирующего острия с поверхностью.

1.6.1 Силы поверхностного квазитрепия.

1.6.2 Особенности датчиков контроля силы взаимодействия зондирующего острия с поверхностью, с использованием поверхностных сил квазитрения.

Глава 2. Сканирующий оптический микроскоп ближнего поля модульной конструкции

§ 2.1 Физические ограничения и требования, предъявляемые к экспериментальной установке СОМБП для исследования локальных оптических свойств наноструктур.

2.1.1 Оптический микроскоп ближнего поля: круг решаемых задач

2.1.2 Режимы сканирования СОМБП и пространственное разрешение

2.1.3 Взаимодействие зонда с поверхностью и неразрушаюгцая природа измерений.

2.1.4 Требования к манипулятору точных перемещений СОМБП

2.1.5 Учет и/или устранение топографических эффектов в ближнепольно-оптических изображениях.

§ 2.2 Концепция СОМБП модульной конструкции и оптические апертурные зонды.

2.2.1 Общие принципы, положенные в основу модульного СОМБП.

2.2.2 Методика приготовления апертурных зондов для СОМБП

§ 2.3 Механическая часть СОМБП модульной конструкции.

2.3.1 СОМБП со сканированием зондом.

2.3.2 СОМБП со сканированием образцом

2.3.3 Система контроля расстояния зонд - поверхность на основе ККР и резонансного усилителя/преобразователя заряд -напряжение.

§ 2.4 Программно-аппаратный комплекс управления СОМБП модульной конструкции.

2.4.1 Электронная система управления СОМБП.

2.4.2 Программная часть системы управления СОМБП. Трехмерное картирование электромагнитного поля.

Глава 3. Локальная трехмерная структура ЭМП вблизи периодических и неупорядоченных структур и люминесцентные свойства тонких полимерных пленок с внедренным красителем

§ 3.1 Локальная трехмерная структура ЭМП вблизи субмикронных объектов.

3.1.1 Методика приготовления образцов с периодически расположенными полимерными наноцилиндрами.

3.1.2 Трехмерное распределение ЭМП вблизи вершины одиночного полимерного наноцилиндра.

3.1.3 Трехмерное распределение ЭМП вблизи вершины одиночного металлизированного наноцилиндра.

3.1.4 Модель для описания появления эффекта оптического вихря при учете фазовой сингулярности

§ 3.2 Люминесцентные свойства тонких полимерных пленок с внедренным красителем и сферических наночастиц, покрытых монослоем люминесцентного красителя.

3.2.1 Трехмерная память на основе люминесцентных многослойных дисков

3.2.2 Краситель в тонкой полимерной пленке-носителе.

3.2.3 Люминесцентные свойства стеклянных сферических наночастиц, покрытых монослоем люминесцентного красителя

Глава 4. Поляризационная микроскопия ближнего поля

§ 4.1 Поляризационные измерения в микроскопии ближнего поля

4.1.1 Наблюдение поляризационных эффектов в СОМБП

4.1.2 Оптоволоконный поляризационный компенсатор.

4.1.3 Электрооптический модулятор плоскости поляризации для динамической поляризационной микроскопии ближнего оптического поля.

§ 4.2 Поляризационная структура наноотверстий.

§ 4.3 Эффект Фарадея в эпитаксиальных пленках ферритов-гранатов

§ 4.4 Анализ поляризационной структуры оптических вихрей.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Локальная оптическая микроскопия и поляриметрия ближнего поля для исследования оптических свойств поверхностных наноструктур»

Актуальность темы диссертации. Сканирующая зондовая мик-роскопия(СЗМ) [1-5] за последние 20 лет стала одним из мощных современных методов исследования морфологии и локальных физических свойств поверхности твердого тела. Ее исключительной особенностью стала нераз-рушающая природа измерений и сверхвысокое пространственное разрешение.

Методы структурного исследования поверхности, основанные на использовании зопдовых сканирующих микроскопий, стали бурно развиваться с момента изобретения Г.Бпннингом и Г.Рорером сканирующего туннельного микроскопа (СТМ) [1] в 1982г., позволившего впервые визуализировать отдельные атомы на поверхности. Появление первого СТМ и последующая наглядная демонстрация возможности оперировать отдельными атомами [6] п молекулами [7] дали сильный толчок развитию целого направления в физике, получившему в последствии название физика на-носпстсм (ФН).

ФН и физика поверхностных явлений в настоящее время являются одним из наиболее интенсивно развивающихся разделов науки. Именно на фундаментальных исследованиях в области физики поверхности твердого тела основаны успехи современных микро- и наноэлектроники, спинтрони-кп, панофотоники, наноприборостроения, методов обработки и получения паноматериалов, и т.д. Поэтому исследование разнообразных электронных, атомных и молекулярных процессов, происходящих на поверхности твердых тел, является актуальной задачей. Мечтой многих исследователей является непосредственное наблюдение за поведением отдельных атомов на поверхности твердого тела и изучение процессов с участием одиночных или небольших групп атомов. В современной физике конденсированного состояния исследование наноструктур является одним из приоритетных направлений. Это объясняется не только фундаментальным интересом, но и практической важностью изучения физических свойств наноструктур для электроники будущего.

Большое внимание уделяется также и изучению взаимодействия различных напообъектов с электромагнитным излучением оптического диапазона. В последние годы появилось большое количество устройств, принцип работы которых основан на взаимодействии электромагнитного излучения с объектами, сравнимыми или даже меньшими, чем длина волны этого излучения. Понимание и визуализация процессов, происходящих при взаимодействии световой волны с объектами, размеры которых значительно меньше, чем длина волны света, очень важно как с фундаментальной точки зрения, так и с практической. Круг задач, связанных с изучением взаимодействия излучения оптического диапазона с наноструктурами, поистине необъятен и включает в себя такие задачи как: создание оптических накопителей информации со сверхвысокой плотпостыо записи информации (вплоть до 1012бит/см2); управление молекулярными машинами с помощью оптического излучения; создание оптических компьютеров; фотонных кристаллов и различных фотонных устройств в микроэлектронике. Все эти задачи требуют детального понимания процессов, происходящих при взаимодействии света с наноструктурами. С созданием в 17 веке Ван Левенгуком оптического микроскопа исследователи получили возможность детального изучения микромира, однако попытки проникнуть глубже в наномнр -были обречены на неудачу. Вскоре было показано, что разрешение обычного оптического микроскопа определяется дифракционным пределом и не может превышать

D > 1.22—

2 п где Л - длина волны света, п - показатель преломления среды. Для оптических длин волн предельное разрешение составляет порядка 3004-500 нм. Идея преодоления дифракционного предела была предложена Сингхоы (Е.Н. Syiige) еще в 1928 году [8]. Она заключалась в прохождении электромагнитного излучения через диафрагму диаметром а « А и падение его на поверхность образца, расположенного за диафрагмой и находящегося в ближнем поле источника. Если расстояние z до поверхности образца и диаметр диафрагмы удовлетворяют условию a, z < А, то размер светового пятна на поверхности образца будет близок к диаметру диафрагмы . При перемещении такого светового пятна по поверхности образца возможно реализовать разрешение не ограниченное дифракционным пределом. Первое подтверждение справедливости идеи Сингха было получено Эшом (Е.А. Ash) в 1972 году в экспериментах с электромагнитным излучением микроволнового диапазона, где была зафиксирована разрешающая способность Л/60 [9]. В середине 80-х годов группа исследователей фирмы IBM во главе с Полем (D.W. Polil) продемонстрировала сверхразрешение и в оптическом диапазоне частот. Достигнутая разрешающая способность составила А/20, и это направление исследований получило название - сканирующая оптическая микроскопия ближнего поля (СОМБП) [3-5]. Сегодня микроскопия ближнего оптического поля - одно из наиболее молодых и перспективных направлении локального исследования оптических свойств поверхности, возникшее в результате развития сканирующей туннельной и атомно-силовой микроскопии (СТМ, АСМ) [1,2].

СОМБП позволяет получать информацию о различных (в том числе спектральных и поляризационных) оптических свойствах пано-объектов с разрешением, значительно превышающим дифракционный предел. Возможность улучшения на порядок и более локальности оптических методов исследования поверхности весьма существенна при решении широкого круга научных п прикладных задач. Анализируя взаимодействие света с неоднородной поверхностью методами классической оптики приходится усреднять влияние многих дефектов, находящихся в пределах облучаемого участка. Применение СОМБП облегчает исследование отдельных объектов нанометрового размера на поверхности. Кроме того, СОМБП предоставляет уникальные возможности по изучению локальной трехмерной структуры электромагнитного поля (ЭМП) в окрестностях субмикро- и наноструктур с разрешением, более чем на порядок превышающим дифракционный предел.

Несмотря на все достоинства и интенсивное развитие метода СОМБП, особенно последнее десятилетие, многие его возможности остаются до сих пор не раскрытыми и требуют более детального изучения. Требуют понимания и процессы формирования СОМБП изображения и выявление взаимосвязи структуры поверхности с ее локальными оптическими свойствами. Для фундаментального понимания и корректных интерпретаций получаемых результатов исследований также необходимо учитывать то, насколько само зондирующее острие влияет на распределение электромагнитного поля вблизи исследуемых объектов. В настоящее время в мире широко изучаются возможности СОМБП в области сверхплотной записи информации, в том числе с использованием фотохромных люминофоров и магнитных пленок в качестве носителей. В связи с вышеизложенным работы, направленные на углубление понимания процессов, лежащих в основе СОМБП и создание новых экспериментальных установок для комплексного исследования оптических свойств поверхностных наноструктур методом СОМБП, являются весьма актуальными.

Целью диссертационной работы является: разработка и создание диагностической аппаратуры СОМБП с субдлинноволновым оптическим пространственным разрешением для комплексного исследования оптических (включая спектральные и поляризационные) свойств субмпкро и нанон-структур в различных режимах работы СОМБП; разработка надежной методики изучения локальных поляризационных и люминесцентных свойств микро- и напообъектов с помощью ближнепольной сканирующей микроскопии; развитие методов анализа люминесцентных, нелинейно-оптических и магнитооптических параметров элементов оптической обработки информации с разрешением, много меньшим оптической длины волны (разрешение вплоть до 30 нм при длине волны около 530 нм).

В соответствии с общей целью исследования были поставлены и реализованы следующие основные задачи:

1. Разработка и создание диагностической аппаратуры СОМБП модульной конструкции для исследования спектральных, люминесцентных и поляризационных оптических свойств наноструктур, позволяющей проводить комплексное исследование оптических свойств объектов с характерными размерами много меньшими длины световой волны. Отличительной особенностью диагностического комплекса СОМБП является возможность реализации в одном приборе 11 различных но своим физическим принципам, режимов работы СОМБП (включая апертурный и безапертурпый вариант СОМБП) без внесения существенного изменения в механическую и механико-оптическую схему СОМБП.

2. Разработка и создание датчика контроля силы взаимодействия зондирующего острия с поверхностью на основе кварцевого камертонного резонатора, обеспечивающего в режиме сканирования разрешающую способность по высоте не хуже 0.3 нм и с силой взаимодействия зондирующего острия с образецом не более 0.5 нН, что позволяет исследовать биологические объекты, без их разрушения.

3. Разработка методики изучения локальной трехмерной структуры ЭМП в непосредственной (на расстояниях А, где Л - длина волны излучения) близости от исследуемых объектов с помощью СОМБП, выявление особенностей этих распределений ЭМП и учет особенностей формирования трехмерных оптических СОМБП изображений.

4. Экспериментальное исследование методом СОМБП кластеризации люминесцентного красителя в полимерной пленке с оптическим разрешением, много меньшим длины волны излучения накачки и длины волны излученшх люминесценции, а также изучение люминесцентных свойств сферических стеклянных наночастиц (размером 20-100 нм), окрашенных люминесцентным красителем, нанесенным на поверхность стеклянных сфер.

5. Применение разработанной методики изучения трехмерного распределения ЭМП для исследования особенностей взаимодействия оптического излучения с искусственно созданными субмпкронны-ми диэлектрическими и металлическими структурами, состоящими из периодически расположенных полимерных и полимерно-металлизированных наноцплиндров.

6. Разработка методики получения с помощью созданного СОМБП информации о локальном распределении магнитного кругового двойного лучепреломления в эпитаксиальных пленках ферритов-гранатов как в статическом, так и в динамическом режимах. В последнем режиме необходимость осуществления модуляции плоскости поляризации зондирующего луча с последующим синхронным детектированием локально собранного апертурой оптического излучения диктуется необходимостью существенного повышения помехоустойчивости и разрешающей способности по углу поворота плоскости поляризации по сравнению со статическим режимом.

7. Исследование поведения ортогонально поляризованных компонент ЭМП в вблизи субмикронных (d ~ 50 150 нм) отверстий, сформированных в металлической пленке алюминия.

Научная новизна:

Впервые создан комплекс диагностического оборудования модульной конструкции (разделенный по принципу сканирования) для комплексного исследования абсорбционных, спектральных, люминесцентных и поляризационных оптических свойств систем пониженной размерности с оптическим разрешением ~ 30 нм, реализующий все известные режимы работы СОМБП.

Впервые с использованием поляризационного СОМБП проведено изучение пространственного распределения ортогонально поляризованных компонент электромагнитного поля вблизи одиночной апертуры диаметром d = 100 нм (сформированной в пленке AI толщиной 75 нм) и показано качественное различие в локализации ближнеполь-ных составляющих этих компонент.

Методом СОМБП проведено экспериментальное исследование люминесцентного красителя в полимерной пленке с оптическим разрешением D ~ 30 пм. Впервые показано, что краситель располагается в пленке-носителе не равномерно, а обладает свойством кластеризации с характерным масштабом 150 нм.

Предложена методика изучения трехмерного распределения электромагнитного поля вблизи объектов нанометровых размеров. Для демонстрации больших потенциальных возможностей предложенного метода исследования проведено изучение трехмерного распределения ЭМП вблизи одиночных наноструктур, представлявших собой периодически расположенные наноцилипдры с коническим основанием.

Впервые методом СОМБП обнаружен эффект формирования ЭМП со спиральной структурой, возникающей при прохождении излучения через полимерные паноцилиндры, покрытые тонкой металлической пленкой.

Рассмотрена теоретическая модель, описывающая возникновение вихревых оптических структур, причиной которых является возбуждение циркулярных поверхностных плазмонов.

Научная и практическая ценность В настоящей работе разработан и создан диагностический комплекс СОМБП, который послужил прототипом для создания коммерческого прибора для исследования оптических свойств поверхности и поверхностных наноструктур методом СОМБП. Коммерческий вариант прибора поставлен по межгосударственному соглашению в Международный Лазерный Центр (МЛЦ) г. Братиславы, Словацкая Республика (Контракт АГе1/99-В от 18.06.1999 между МЛЦ МГУ и МЛЦ г. Братиславы).

Разработанная методика изучения трехмерного распределения ЭМП может использоваться для исследования как фундаментальных процессов взаимодействия оптического излучения с наноструктурами, так и для контроля п анализа оптических свойств элементов наноэлектроники таких как лазерные диоды, элементы оптической памяти, фотонные кристаллы и др.

Обнаруженный эффект формирования оптических вихревых распределений ЭМП вблизи металлизированных объектов субмпкронного масштаба и разработанная теоретическая модель дают новые фундаментальные знания об особенностях взаимодействия оптического излучения с объектами, масштабы которых сравнимы или меньше длины волны оптического излучения.

Впервые показана возможность анализа поляризации оптического излучения, провзаимодействовавшего с исследуемым объектом в режиме собирающего СОМБП на примере визуализации магнитной доменной структуры в пленках ферритов-гранатов, что позволяет применять эту методику для исследования магнитооптических эффектов в тонких пленка.

Положения, выносимые на защиту:

1. Создание комплекса диагностического оборудования СОМБП для исследования абсорбционных, спектральных, люминесцентных и поляризационных оптических свойств наноструктур с пространственным оптическим разрешением D < 30 нм, значительно превышающим дифракционный предел, и возможность реализации всех известных на сегодняшний день режимов работы СОМБП (11 режимов работы, включая апертурные и безапертурные режимы СОМБП).

2. Развитие метода поляризационного СОМБП и изучение пространственного распределения ортогонально поляризованных компонент электромагнитрюго поля вблизи апертур субдлинноволнового размера {d = 100 им), сформированных в металлической пленке.

3. Разработка методики трехмерного картирования ЭМП вблизи одиночных или упорядоченных субмикро и наноструктур. Изучение трехмерного распределения ЭМП вблизи одиночных наноструктур, представлявших собой периодически расположенные полимерные и металлизированные наноцилиндры.

4. Обнаружение методом С О МБП эффекта оптического вихря вблизи металлизированных объектов субмикропного масштаба.

5. Изучение методом СОМБП магнитного кругового двулучепреломле-ния (эффекта Фарадея) в тонких пленках Bi-содержащих ферритов-гранатов с помощью анализа поляризации, прошедшего через образец излучения и локально собранного апертурным зондом.

Обоснованность и достоверность результатов

Результаты, представленные в диссертации, получены на основе многократно повторенных экспериментов, проведенных па современном научном оборудовании с использованием современных методов обработки экспериментальных данных. Экспериментальные данные сравнивались с теоретическими расчетами, основанными на адекватно выбранных физических моделях анализируемых процессов, а также с результатами других групп исследователей. Результаты этих экспериментов неоднократно обсуждались на семинарах и докладывались на специализированных конференциях по проблемам, связанных с тематикой диссертационной работы. Большая часть результатов опубликована в международных и российских научных журналах. Это позволяет считать все полученные результаты обоснованными и достоверными, а также полностью отвечающими современному мировому уровню исследований. Большинство представленных результатов являются новыми и получены впервые.

Личный вклад автора

Все результаты, представленные в диссертационной работе, получены автором лично, либо при его непосредственном участии.

Структура и объем диссертационной работы

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы. Объем работы составляет 169 страниц, включая 71 рисунок. Список литературы содержит 138 наименований.

Заключение диссертации по теме «Приборы и методы экспериментальной физики», Музыченко, Дмитрий Анатольевич

Заключение

По результатам проведенных исследований и на основании представленных в диссертационной работе экспериментальных результатов, сформулируем основные выводы:

1. Создана экспериментальная установка СОМБП модульной конструкции для комплексного исследования абсорбционных, люминесцентных и поляризационных оптических свойств субмнкро- и наноструктур с оптическим разрешением, существенно превосходящим дифракционный предел (вплоть до 30 нм), топографическим разрешением 0.3 им и чувствительностью к силе воздействия зондирующего острия с поверхностью 0.4 нН. Модульная конструкция позволяет реализовать все известные режимы работы СОМБП в проходящем/отраженном свете и в комбинированном режиме (при котором апертурный зонд используется как источник и коллектор излучения одновременно), а также в режиме фотонный сканирующий туннельной микроскопии.

2. Разработана и реализована методика изучения трехмерного распределения электромагнитного поля вблизи объектов нанометровых размеров с оптическим разрешением ~ 30 нм. Изучено трехмерное распределение ЭМП вблизи одиночных наноструктур, представлявших собой периодически расположенные наноцилиндры с коническим основанием. Экспериментальные результаты сравнивались с результатами, полученными с помощью численного расчета - путем решения уравнений Максвелла методом конечных разностей во времени. Сравнение расчетных и экспериментальных результатов наглядно доказало возможность использование разработанной методики для изучения трехмерного распределения электромагнитного поля вблизи наноструктур с оптическим разрешением вплоть до 30 нм.

3. Впервые методом СОМБП обнаружен эффект формирования оптических вихрей, возникающих при прохождении через металлизированные наноструктуры с определенным типом симметрии. Выявлен механизм формирования распределения электромагнитного поля со спиральной структурой, заключающийся в возбуждении циркулярных поверхностных плазмоиов и их взаимодействии с падающей волной.

4. Рассмотрена теоретическая модель, описывающая возникновение вихревых оптических структур. Результаты теоретического исследования хорошо согласуются с фактом обнаружения методом СОМБП спиралевидного распределения интенсивности электромагнитного поля в непосредственной близости от металлизированных наноцилин-дров.

5. Методом сканирующей оптической микроскопии ближнего поля проведено экспериментальное исследование кластеризации люминесцентного красителя в полимерной пленке с оптическим разрешением, много меньшим длины волны излучения накачки (Л = 532 нм) и длины волны излучения люминесценции (Лium = 605 нм). Установлено, что характерный масштаб неоднородности распределения люминесцентного красителя в полимерной пленке толщиной 100 нм составляет 150 нм, что значительно меньше длины волны излучения, соответствующего максимуму спектра люминесценции красителя.

6. Создана установка для статической и динамической поляризационной микроскопии ближнего поля на базе созданного диагностического комплекса СОМБП. Разработана методика исследования, позволяющая получать информацию о локальных поляризационных свойствах объектов с характерными масштабами меньше длины волны оптического излучения и с чувствительностью по углу вращения поляризации Аср = 0.8° в статическом режиме и Аср = 0.2° в динамическом.

7. На основе метода сканирующей оптической микроско-пии/полярпметрии ближнего поля разработан метод определения пространственного распределения различно поляризованных компонент оптического ближнего поля вблизи поверхностных наноструктур. Методика позволяет получать информацию о распределении линейно поляризованных компонент ближнего поля с пространственным разрешением вплоть до 30 нм. Проведено изучение пространственного распределения ортогонально поляризованных компонент ЭМП вблизи одиночной апертуры диаметром d = 50 -7- 150 нм. Показано качественное различие в локализации этих компонент в непосредственной близости от апертуры субдлинноволнового размера в металлической пленке, что согласуются с теоретическими расчетами.

8. Впервые показана возможность изучения магнитного кругового дву-лучепреломленпя (эффекта Фарадея) в тонких (h < 1 мкм) пленках с помощью анализа поляризации локально собранного аиертур-ным зондом излучения, прошедшего через образец. На примере исследования эффекта Фарадея в Bi-содержащих пленках ферритов-гранатов продемонстрирована возможность изучения в такой схеме особенностей и тонкой структуры магнитных доменов и доменных границ с чувствительностью к фарадеевскому углу вращения порядка А<р = 0.2°.

В заключение хочу выразить искреннюю признательность моему научному руководителю д.ф.-м.н., профессору В.И. Панову за общее руководство и предложенную тему диссертационной работы, А.А. Ежову за непосредственное участие в разработке диагностического комплекса СОМБП, представленного в диссертации, С.В. Савинову, А.И. Орешки-ну и С.И. Орешкину за плодотворные дискуссии и помощь в создании программно-аппаратного комплекса управления СОМБП, Д.В. Малахову за предоставленные для исследования образцы, а также всем сотрудникам лаборатории сканирующей зондовой микроскопии п физики наноструктур кафедры квантовой электроники физического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова за чуткое отношение и помощь в работе. Хочу также поблагодарить всех людей, принимавших участие в создании экспериментальной установки, и в изготовлении исследованных в диссертационной работе образцов.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Музыченко, Дмитрий Анатольевич, 2008 год

1. Binnig G., Rohrer H. Scanning tunneling microscopy // Helu. Phys. Acta. - 1982. - Vol. 55, no. 6. - Pp. 726-735.

2. Binnig G., Quatc C. F., Gerber C. Atomic force microscope // Phys. Rev. Lett. 1986. - Mar. - Vol. 56, no. 9. - Pp. 930-933.

3. Lewis A., Isaacson M., Muray A., Harootunian A. Scanning optical microscopy with 500a spatial resolution // Biophys. J. — 1983. — Vol. 41. — Pp. 405-406.

4. Pohl D. W.j Denk W., Lanz M. Optical stethoscopy: image recording with resolution A/20 // Appl. Phys. Lett- 1984. Vol. 44, no. 7. - Pp. 651653.

5. Lewis A. Isaacson M., Muray A., Harootunian A. Development of a 500a spatial-resolution light-microscope. 1. light is efficiently transmitted through A/16 diameter apertures. // Ultramicroscopy. — 1984.— Vol. 13.-Pp. 227-231.

6. Eigler D. M., Schweizer E. K. Positioning single atoms with a scanning tunneling microscope // Nature. — 1990. — Vol. 344. — Pp. 524-526.

7. Beion P. H., Dunn A. W. Moriarty P. Manipulation of c60 molecules on a si surface // Appl. Phys. Lett, 1995. - Vol. 67. - Pp. 1075-1077.

8. Synge E. A. A suggested method for extending microscopic resolution into the ultra-microscopic region // Philosophical. — 1928. — Vol. Magazine 6. Pp. 356-362.

9. Ash E. A., Nicholls G. Super-resolution aperture scanning microscope // Nature. — 1972. Vol. 237. - Pp. 510-512.

10. Abbe E. Beitrage zur theorie des microskops und der microskopishen wahrnehmung // Arhiv f. Microskop. Anat.— 1873.—Vol. 9. — Pp. 413448.

11. Wilson Т. Confocal microscopy // Academic Press, London, UK.— 1990. Pp. 305-327.

12. Betzig E., Trautman J. K. Near-field optics: Microscopy, spectroscopy, and surface modification beyond the diffraction limit // Science. — 1992. — Vol. 257.-Pp. 189-195.

13. Betzig R. E., Trautman J. К. Wolfe R., Gyorgy E. M., Finn P. L., Kryder M. H., Chang C.-H. High density near-field optical recording (invited) // J.Appl.Phys. — 1993. — Vol. 73.- Pp. 5791-5797.

14. Dickmann K., Jersch J. Nanostructuring with laser radiation by field enhancement in the nearfield of a stm tip // Laser Optoelektronik. — 1995. — Vol. 27. Pp. 76-83.

15. Betzig E., Chichester R. J. Single molecules observed by near-field scanning optical microscopy // Science. — 1993. — Vol. 262. — Pp. 1422-1425.

16. Dunn R. C. Near-field scanning optical microscopy // Chcm Rev.— 1999. Vol. 99. - Pp. 2891-2945.

17. Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Теоретическая физика. Т.П. Теория поля. — М.: Физматгиз, 1960. — 400 с.

18. Bethe Н. A. Theory of diffraction by small holes // Phys.Rev. — 1944. — Vol. 66. — P. 163.

19. Борн M., Вольф Э. Основы оптики. — M.: Наука, 1973. — 400 с.

20. Bouwkamp С. J. On bethes theory of diffraction by small holes // Philips. Res. Rep. 1950. - Vol. 5, 110. 5. - Pp. 321-332.

21. Музыченко Д. А., Ежов А. А., Магницкий С. А., Панов В. И., Тара-сишин А. В. Исследование локализации электромагнитного поля на периодических структурах и дефектах методом оптической микроскопии ближнего поля // Поверхность. — 2000. — № 11. — С. 59-63.

22. Muzychenko D. A., Ejov A. A., Panov V. I. Local light polarization mapping and electromagnetic field imaging by SNOM // Proc. 8th Int. Symp. "Nanostructures: Physics and Technology".— St. Peterburg, Russia: 2000. Pp. 333-335. ■

23. Betzig Е., Trautman J. К., Harris Т. D., Weiner J. S., Kostelak R. L. Breaking the diffraction barrier: Optical microscopy on a nanometric scale // Science. — 1991. — Vol. 251, no. 5000. Pp. 14G8-1470.

24. Zenhausern F., Martin Y., Wickramasinghe H. K. Scanning interferomet-ric apertureless microscopy: optical imaging at 10 angstrom resolution // Science. — 1995. — Vol. 269, no. 8.- Pp. 1083-1085.

25. Betzig E., Finn P. L., Weiner J. S. Combined shear force and near-field scanning optical microscopy // Appl. Phys. Lett. — 1992, — Vol. 60, no. 20. Pp. 2484-2486.

26. Pohl D. Scanning near-field optical microscopy (SNOM) // Adv. Opt. Electron Microsc. 1991. — Vol. 12. — Pp. 243-312.

27. Novotny L., Pohl D., Hecht B. Scanning near-field optical imaging using metal tips illuminated by higher-order hermite-gaussian beams // Opt. Lett. 1995. - Vol. 20. - Pp. 970-972.

28. Fisher U. C., Durig U., Pohl D. W. Near-field optical scanning microscopy in reflection // Appl. Phys. Lett. 1988. - Vol. 52. - Pp. 249-251.

29. Bozheuolnyi S. /., Vohnsen B. Near-field optics with uncoated fiber tips: light confinement and spatial resolution // J. Opt. Soc. Am. B. — 1997. — Vol. 14, no. 7.- Pp. 1656-1663.

30. Ohtsu M. Near-field nano/atom optics and technology // Springer-Verlag. — Tokyo: 1998.

31. Reddick R. C., Warmack R. J., Ferrell T. L. New form of scanning optical microscopy // Phys. Rev. В. — 1989, —Jan. — Vol. 39, no. 1.— Pp. 767770.

32. Courjon D., Sarayeddine !(., Spajer M. Scanning tunneling optical microscopy // Opt. Commun.— 1989. —Vol. 71. —Pp. 23-28.

33. Greg or M. J.7 Blome P. G., Schofer J., Ulbrich R. G. Probe-surface interaction in near-field optical microscopy: the nonlinear bending force mechanism 11 Appl. Phys. Lett. — 1996. — Vol. 68, no. 3. Pp. 307-309.

34. Grober R. D., Harris T. D., Trautman J. K., Betzig E. Design and implementation at a low tempeiature near-field scanning optical microscopy // Rev. Sci. Instrum.— 1994. — Vol. 65, no. 3,- Pp. 626-631.

35. Karrai K., Grober R. D. Piezoelectric Lip-sample distance control for near field optical microscopes // Appl. Phys. Lett. — 1995. — Vol. 66, no. 14. — Pp. 1842-1844.

36. Музыченко Д. А., Ежов А. А., Панов В. И. Оптический теневой и пьезоэлектрические датчики силы для атомно силовых микроскопов и сканирующих оптических микроскопов ближнего поля // Препринт физического факультета МГУ. — 1999. — № 15. — С. 1-12.

37. Hsu J. W., Lee M., Deaver В. S. A nonoptical tip-sample distance control method for near-field scanning optical microscopy using impedance changes in an electromechanical system // Rev. Sci. lustrum.-— 1995.— Vol. 66, no. 5,- Pp. 3177-3181.

38. Barenz J., Hollricher О., O. Marti 0. An easy-to-use non-optical shear-force distance control for near field optical microscopes // Rev. Sci. lustrum. — 1996. — Vol. 67, no. 5. Pp. 1912-1916.

39. Musundi В., Wabuyele M. C., Guy D. G., Pierre M. V., Tuan V. D. Near-field scanning optical microscopy for bioanalysis at nanometer resolution // Methods in Molecular Biology. — 2005.— Vol. 300.— Pp. 437452.

40. NT-MDT. NTEGRA Solaris datasheet.- www.ntmdt.com: NT-MDT Corporation, Zelenograd, Moscow, 2007. — 4 pp.

41. Veeco. Aurora-3 datasheet.— www.veeco.com: Veeco Instruments Inc., 2007. 3 pp.

42. Puestow R. Configuring the Aurora-3 for NSOM Spectroscopy. — www.veeco.com: Veeco Instruments Inc., 2003.— 12 pp.

43. Lewis A., Lieberman K., Ben-Ami N., Fish G., Khachatrya,n E., Ben-Ami U., Shalom S. Design and imaging concepts in NSOM // Ultramicroscopy. 1995. - Vol. 61. - Pp. 215-220.

44. Pangaribuan Т., Jiang S., Ohtsu M. Highly controllable fabrication of fiber probe for photon scanning tunneling microscope // Scanning. — 1994.- Vol. 16.- Pp. 362-367.

45. Kim Z. II, Leone S. R. High-resolution apertureless near-field optical imaging using gold nanosphere probes // J. Phys. Chem. B. — 2006. — Vol. 110, no. 40.- Pp. 19804-19809.

46. Suh Y. D., Zenobi R. Improved probes for scanning near-field optical microscopy // Advanced Materials. — 2000. — Vol. 12, no. 15. — Pp. 1139— 1142.

47. Patane S., Cefali E., Arenaa A., Gucciardib P. G.} Allegrmi M. Wide angle near-field optical probes by reverse tube etching // Ultramicroscopy. — 2006.- Vol. 106, no. 6,- Pp. 475-479.

48. Chen W., Zhan Q. Field enhancement analysis of an apertureless near field scanning optical microscope probe with finite element method // CHINESE OPTICS LETTERS. 2007. - Vol. 5, no. 12. - Pp. 709-711.

49. Brunner R., Hering O., Mart? O., Hollricher O. Piezoelectrical shear-force control on soft biological samples in aqueous solution // Appl. Phys. Lett. 1997. - Vol. 71, no. 25. - Pp. 3628-3630.

50. Garcia-Parajo M. F., Veerman J. A., van Noort S. J., de Grooth B. G. Greve J., van Hulst N. F. Near-field optical microscopy for dna studies at the single molecular level // Bioimaging. — 2001. — Vol. 6, no. 1. — Pp. 43-53.

51. Filonov A. S., Yaminsky I. V. Scanning Probe Microscope Control and Image Processing Software «FemtoScan 001» User's Manual. — Moscow: Advanced Technologies Center, 1999. — 40 c.

52. Filonov A. S., Yammsky I. V. Integration of auxiliary devices with fem-toscan probe microscope // Physics of Low-Dimensional Structures. — 2001. Vol. 3, no. 4. - Pp. 91-96.

53. Жданов Г. С. Оптимизация формы pi микроструктуры поверхности острий для ближнепольной оптики // Зондовая микроскопия-98.— Нижний-Новгород, Россия: 1998.—С. "99-104".

54. Veerman J. A., Otter А. М., Kuipers L., van Hulst N. F. High definition aperture probes for near-field optical microscopy fabricated by focused ion beam milling // Appl. Phys. Lett. — 1998. — Vol. 72, no. 24. — Pp. 31153117.

55. Williamson R. L., Miles M. J. Melt-drawn scanning near-field optical microscopy probe profiles // J. Appl. Phys. — 1996. — Vol. 80. — Pp. 48044812.

56. Valaskovic G. A., Holton M., Morrison G. H. Parameter control, characterization, and optimization in the fabrication of optical fibre near-field probes // Appl. Opt. 1995. - Vol. 34. - Pp. 1215-28.

57. Hosain S. I., Lacroute Y., Goudonnet J. P. A simple low-cost highly reproducible method of fabricating optical fiber tips for a photon scanning tunneling microscope // Microwave and Optical Technology Letters. — 1998. Vol. 13, no. 5.- Pp. 243-248.

58. Stockle R., Fokas C., Deckert V., Zenobia R.; Sick В., Heeht В., Wild U. P. . High-quality near-field optical probes by tube etching // Appl Phys. Lett. 1999. - Vol. 75, no. 2. - Pp. 160-152.

59. Electronics Conf. (IQEC 2002) and Conf. on Lasers Appl. and Technol. (LAT - 2002). - Moscow, Russia: June 22-28, 2002. - P. 367.

60. Meixner A. J., Bopp M. A., Tarrach G. Direct measurement of standing evanescent waves wilh a photon-scanning tunneling microscope // Appl. Opt. 1994. - Vol. 33, no. 34. - Pp. 7995-8000.

61. Karrai K., Grober R. D. Piezoelectric tuning fork tip-sample distance control for near field optical microscopes // Ultramicroscopy. — 1995. — Vol. 61.-Pp. 197-205.

62. Karrai K., Tiemann I. Interfacial shear force microspopy // Phys. Rev. B. 2000. - Nov. - Vol. 62, no. 19. - Pp. 13174-13181.

63. Встчянин С. Л., Холила Ф. Я. Измерения "без взаимодействия": возможности и ограничения // УФН. — 2004. — Vol. 174, по. 7. — Pp. 765-777.

64. Karrai К., Тгетапп I. Fast, high-resolution atomic force microscopy using a quartz tuning fork as actuator and sensor // J. Appl. Phys. — 1997. — Vol. 82, no. 03. Pp. 980-984.

65. Sarid D. Scanning Force Microscopy. — New York: Oxford University Press, 1991.- 137 pp.

66. Музыченко Д. А., Ежов А. А., Магницкий С. А., Па,нов В. И. Оптическая микроскопия ближнего поля элементов оптической памяти и их топкой структуры // Поверхность. — 2000. — № 7. — С. 43-46.

67. Yee. K. Numerical solution of initial boundary value problems involving Maxwell's equations in isotropic media // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. — 1966. — Vol. 14, no. 3. — Pp. 302—307.

68. Muzychenko D. A.; Ezhov A. A., Magnitskii S. A., Maslova N. S.} Nikulin A. A., Panov V. I. Near-field optical vortexes at nanostructured metallic films // International Journal of Nanoscience. — 2007. — Vol. 6, no. 3/4.

69. Muzychenko D. A., Ezhov A. A., Magnitskii S. A., Maslova N. S., Nikulin A. A.j Panov V. I. Surface-plasmon vortices in nanostructured metallic films // Письма в ЖЭТФ. 2005. - Т. 82, № 9-10. - С. 678681.

70. Arseev P. I. Scattering of polaritons by fluctuations of the dielectric constant in thin films 11 JETP Lett. 1966. — Vol. 45, no. 3. - Pp. 162—165.

71. Tsujioka Т., Irie M. Theoretical study of the recording density limit of a near-field photochromic. memory // J. Opt. Soc. Am. В.— 1998.— Vol. 15. Pp. 1140-1146.

72. Kawata S., Kawata Y. Three-dimensional optical data storage using photochrome materials // Chem. Rev. — 2000. — Vol. 100. —Pp. 1777-1788.

73. Chen C. W., Li M. С., Ьгао W. Y., Ни A. T. Three-dimensional optical storage with photosensitive fluorescent material // Jpn. J. Appl. Phys.— 2004. Vol. 43. - Pp. 4919-4920.

74. Burr G. W. Three-dimensional optical storage // SPIE Conference on Nano-and Micro-Optics for Information Systems. — 2003. — Pp. 5225-16.

75. Corredor С. C., Huang Z., Belfield K. D. Two-photon 3d optical data storage via fluorescence modulation of an efficient fluorcne dye by a photochromic diarylethene // Adv. Mater. — 2006.— Vol. 18, no. 21.— Pp. 2910-2914.

76. Шкритек П. Справочное пособие по звуковой схемотехнике. — Москва: Пер. с нем. Мир, 1991. — 446 с.

77. Day D., Gu М. Formation of voids in a doped polymethylmethacrylate polymer // Appl. Phys. Lett. 2002. - Vol. 80,- Pp. 2404-2406.

78. Glushko B. A., Levich E. B. Fluorescent optical memory. — USA: United States Patent 6,071,671 G11B 007/24; G11B 007/22, G11B 007/00, 2002.- 27 pp.

79. Vaez-Iravani M.} Toledo-Crow R. Pure linear polarization imaging in near field scanning optical microscopy // Appl. Phys. Lett. — 1993. — Vol. 63. — Pp. 138-140.

80. McDaniel E. В., McClain S. C., Hsu J. W. P. Nanometer scale polarime-try studies using a near-field scanning optical microscope // Appl. Opt. — 1998. Vol. 37, no. 1. - Pp. 84-92.

81. Higgins D. A., Vanden Bout D. A., Kernno J., Barbara P. F. Polarization-modulation near-field scanning optical microscopy of mesostrucured materials // J. Phys. Chem. — 1996.— Vol. 100.— P. 13794.

82. На Т., Enderle Т., Chemla D. S., Selvin P. R., Weiss S. Single molecule dynamics studied by polarization modulation // Phys. Rev. Lett. — 1996. Nov. - Vol. 77, no. 19. - Pp. 3979-3982.

83. Шабанов Д. В., Новиков М. А. Использование интерферометра санья-ка для измерения эффекта линейного невзаимного двулучепреломле-ния в поперечном магнитном поле // Письма в ЖТФ. — 1997. — Т. 23, № 19. С. 30-34.

84. Wegner D., Conrad U., Giidde, Meyer G., Crecehus Т., Bauera A. In-plane magnetization of garnet films imaged by proximal probe nonlinear magneto-optical microscopy // J. of Appl. Phys. — 2000. — Vol. 88, no. 4. Pp. 2166-2168.

85. Kosobukin V. /1. Polar magneto-optic Kerr effect in the near-light field of a small nonmagnetic particle // Phys. Solid State.-— 1997.— Vol. 39, no. 3. Pp. 488-494.

86. Звездин А. К., Котов В. А. Магнитооптика тонких пленок. — Москва: Наука, 1988. 168 с.

87. Fa.raday М. On the magnetizat ion of light and the illumination of magnetic lines of force // Trans. Roy. Soc. London. — 1846. — Vol. 5. — P. 592.

88. Kerr J. On the rotation of the plane of polarization by reflection from the pole of a magnet // Phil. Mag. 1877. - Vol. 3. — Pp. 339-343.

89. Martin Y., Wickramasmghe H. K. Magnetic imaging by force microscopy with 1000 angstrom resolution // Appl. Phys. Lett. — 1987.— Vol. 50.— Pp. 1455-1457.

90. Rugar D., Mamin H. J., Guethner P., Lambert S. E., Stem J. E., Mc-Fadyen I., Yogi T. Magnetic force microscopy: General principles and application to longitudinal recording media // J. Appl. Phys. — 1990.— Vol. 68.-Pp. 1169-1183.

91. Thiaville A., Belliard L., Majer, et a. Measurement of the stray field emanating from magnetic force microscope tips by hall effect microsensors // J. Appl. Phys. — 1997. Vol. 82, no. 7.- Pp. 3182-3197.

92. Ram от о L., Labardi M., Maghelli N., Pardi L., Allegri-ni M.and Patane S. Polarization-modulation near-field optical microscope for local dichroism mapping // Rev. Sci. Instrum.— 2002.— Vol. 73.— Pp. 2051—2056.

93. Lefevre II. C. Single-mode fiber fractional device and polarisation controllers // Electronics Lett. 1980. - Vol. 16, no. 20.- Pp. 779-780.

94. Sapnel J. Acousto-optics. — New York: John Wiley and Sons, 1979. — 207 pp.

95. Ulrich R., Rasleigh S. C., Eickhoff W. Bending induced birefringence in single mode fibers // Opt. Lett. 1980. - Vol. 5. - Pp. 273-275.

96. Novotny L., Bian R. X., Xie X. S. Theory of nanometric optical twizer // Phys. Rev. Lett. — 199'7. Vol. 79, no. 4. — Pp. 645-648.

97. Leviatan Y. Study of near-field of a small aperture //J. Appl. Phys. ~ 1986. Vol. 60, no. 5. - Pp. 1577-1583.

98. Hubert A., Schafer R. Magnetic Domains. — Berlin: Springer, 1998.

99. Muzychenko D. A., Ejov A. A., Toursynov J. S. SNOM investigation ofmolecular luminescence and polarize properties of domain walls // Phys. Low-Dim. Struct. 2001. — no. 3/4. - Pp. 237-241.

100. Muzychenko D. A., Ejov A. A., Toursynov J. S. SNOM investigation of molecular luminescence and polarize properties of domain walls // Proc. Int. Workshop «Scanning Probe Microscopy 2001».— Nizhnii Novgorod, Russia: March 10 14, 2001. — Pp. 135-136.

101. Тикадзуми С. Физика ферромагнетизма. Т.1: Магнитные свойства веществ, 1987. Т. 2: Магнитные характеристики и практические применения. — Мир: Пер. с яп. М., 1987. — 419 pp.

102. Рандошкин В., Червоненкис А. Я. Прикладная магнитооптика. — М.: Энергоатомиздат, 1990. — 320 pp.

103. Iluser Т., Lacoste Т., Heinzelmann Н., Kitzerow Н. S. Faraday rotation imaging by near-field optical microscopy // Z. Phys. B. — 1997. — Vol. 104. Pp. 183-184.

104. Betzig E., Trautman J. K., Weiner J. S., Harris T. D., Wolfe R. Polarization contrast in near-field scanning optical microscopy // Appl. Opt. — 1992. Vol. 31, no. 22. - Pp. 4563-4568.

105. Музыченко Д. А., Ежов А. А., Логгинов А. С., Николаев А. В., Панов В. И. Оптическая микроскопия ближнего поля пленок ферритов-гранатов // Поверхность. — 2000. — № 11. — С. 56-58.