Модификация свойств поверхности эпитаксиальных слоев GaAs с помощью зонда атомно-силового микроскопа тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.07, кандидат наук Прасолов Никита Дмитриевич

• Прасолов Никита Дмитриевич
• кандидат наук
• 2019

Оглавление диссертации кандидат наук Прасолов Никита Дмитриевич

Введение

1 Литературный обзор

1.1 Сканирующая зондовая микроскопия

1.2 Сканирующая зондовая литография

1.3 Нанотрибология

1.4 Наноиндентирование

1.5 Моделирование процесса наноиндентирования методом молекулярной динамики

1.6 Выводы к первой главе и постановка задачи

2 Моделирование методами молекулярной динамики процесса наноиндентирования эпитаксиальных слоев GaAs

2.1 Межатомные потенциалы и параметры моделирования

2.2 Методы молекулярной динамики

2.3 Моделирования кристалла GaAs методами молекулярной динамики

2.4 Моделирование наноиндентирования поверхности кристалла GaAs

2.4.1 Определение площади контакта и силы взаимодействия индентора с поверхностью GaAs

2.4.2 Моделирование пластической деформации кристалла GaAs при наноиндентировании

2.4.3 Реконструкция поверхности GaAs под воздействием индентора и при разных температурах

2.5 Выводы ко второй главе

3 Наноиндентирование с помощью зонда атомно-силового микроскопа

3.1 Взаимодействие зонда-индентора с поверхностью

3.2 Описание экспериментальной установки для модификации поверхности методом наноиндентирования

3.3 Эксперименты по наноиндентированию эпитаксиальных слоев GaAs зондом атомно-силового микроскопа

3.4 Выводы к третьей главе

Заключение

Список сокращений и условных обозначений

Список литературы

Введение

Актуальность темы исследования

С развитием полупроводниковых и нано-технологий, одной из важнейших задач становится контроль топографии поверхности создаваемых структур, а также их контролируемая модификация в нано- и субнаномасштабе. Классическим методом модификации поверхности полупроводниковых структур является литография, включающая в себя различные направления (оптическая, электронная, рентгеновская и т.д.). Альтернативным способом является использование сканирующей зондовой литографии (СЗЛ), в которой с помощью контролируемого перемещения зонда возможно производить модификации поверхности на субнанометровом уровне. Использование атомно-силового микроскопа (АСМ) является распространенным методом выполнения данных задач, в частности методом контактного сканирования поверхности и наноиндентирования. Хотя метод СЗЛ существует уже длительной время, множество аспектов взаимодействия зонда АСМ с поверхностью твердых кристаллических тел еще не нашли достаточного описания в литературе. Следовательно, в диссертации представлен метод модификации поверхности GaAs с помощью зонда АСМ на субнанометровом уровне и представлена модель, описывающая их взаимодействие.

При взаимодействии зонда АСМ с поверхностью подготовленных эпитаксиальных слоев GaAs в контактном режиме наблюдается локальное изменение потенциала поверхности в области сканирования, данный эффект не был описан в литературе и представляет значительный исследовательский интерес. Следовательно, в диссертации описан данный эффект и было дано его объяснение.

Использование метода молекулярной динамики позволяет дать описание процессов, происходящих под зондом на атомном уровне, где значительное влияние на контакт оказывают отдельные атомы, в отличие от макромасштабов. Классические механические модели взаимодействия твердых тел не учитывают вклад отдельных атомов, что может вызывать расхождения теоретических

предсказаний с практическими результатами на нанометровом масштабе. В диссертации методом молекулярной динамики описано взаимодействие твердого сферического индентора с поверхностью GaAs.

Степень разработанности темы исследования

В последнее десятилетие были выполнены как теоретические, так и экспериментальные исследования, посвященные изучению процесса модификации поверхности кристаллических тел, в том числе зондами атомно-силовго микроскопа. Тем не менее, процесс модификации поверхности такого материала как ОаЛБ слабо описан в научной литературе, в частности, моделирование процесса его взаимодействия с зондом атомно-силовго микроскопа методами молекулярной динамики.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Модификация свойств поверхности эпитаксиальных слоев GaAs с помощью зонда атомно-силового микроскопа»

Цель работы

Цель работы состояла в проведении теоретических и экспериментальных исследований физических явлений на поверхности и в приповерхностных атомных слоях кристаллов GaAs, происходящих при силовом воздействии зондом атомно-силового микроскопа.

Задачи работы

Для достижения цели были поставлены следующие задачи:

1. Разработка модели взаимодействия наноиндентора с поверхностью GaAs методами молекулярной динамики;

2. Экспериментальное исследование влияния условий взаимодействия зонда АСМ с GaAs на модификацию поверхности;

3. Разработка методики модифицирования с субнанометровым разрешением по глубине поверхности GaAs зондом АСМ.

Научная новизна

Новизна работы заключается в том, что была разработана методика модификации поверхности эпитаксиальных слоев GaAs зондом атомно-силового микроскопа на субнанометровом уровне по глубине. Показано, что при проведении модификации поверхности зондом АСМ происходит локальное изменение потенциала поверхности. Методом молекулярной динамики был описан процесс наноиндентирования сферическим индентором атомарно-гладкой поверхности GaAs с образованием димеров атомов As. Была оценена энергия активации образования одиночного димера атомов As. Была исследована и предложена интерпретация механизма зарождения дефектов в приповерхностных слоях GaAs при ее наноиндентировании.

Практическая значимость работы

Практическая значимость работы заключается в возможности проведения контролируемого изменения топографии поверхности полупроводниковых структур на примере эпитаксиальных слоев GaAs на субнанометровом уровне. Контролируемое изменение потенциала поверхности GaAs открывает новые перспективы в сфере выращивания наноструктур.

Методы исследования

Моделирование процесса взаимодействия зонда АСМ с GaAs проводилось методами молекулярной динамики.

Модификация поверхности эпитаксиальных слоев AsGa проводилась методами атомно-силовой микроскопии.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Анализ методами молекулярной динамики процесса наноиндентирования сферическим жестким зондом с радиусом менее 20 нм поверхности GaAs (001) на глубину менее 1 нм при температурах ниже 15 К позволяет определить положение области высоких упругих напряжений с максимальной величиной на глубине

порядка 1.5 нм от поверхности. При повышении температуры выше 200 К происходит релаксация этих напряжений с образованием аморфного слоя толщиной до 5 атомных слоев.

2. Анализ методами молекулярной динамики процесса наноиндентирования поверхности GaAs (001) терминированной атомами As позволяет определить условия образования устойчивых димеров As (1x2), которые не исчезают после отвода индентора от поверхности. Стабильность димеров обусловлена тем, что термоактивационный барьер образования димеров составляет ~38 мэВ, тогда как для его диссоциации необходимо затратить энергию около 2 эВ. При индентировании поверхности GaAs (001), терминированной атомами Ga, происходит формирование устойчивых димеров Ga вдоль направления [-110]

3. Использование методов молекулярной динамики для описания процесса наноиндентирования атомно-гладкой поверхности GaAs позволяет определить условия реконструкции поверхности с образованием димеров и генерации точечных дефектов в приповерхностных атомных слоях, которые могут быть описаны кинетической теорией механизма разрушения твердых тел, где движущей силой являются флуктуации тепловой энергии, а внешние механические напряжения приводят к понижению энергетического барьера или, следовательно, к повышению темпа образования дефектов.

4. Разработана методика модификации профиля атомно-гладкой поверхности GaAs с возможностью удаления одиночных атомных слоев в режиме нанотрибологии и наноиндентирования зондом с радиусом менее 35 нм, с контролем силы прижима зонда до 500 нН и длительности прижима зонда до 10 с.

Степень достоверности

Использование дополнительных экспериментальных методов исследования и согласованность полученных результатов с известными теоретическими и экспериментальными данными свидетельствуют о достоверности проведенных исследований. Интерпретация результатов моделирования молекулярной

динамики и разработка физических моделей выполнена на основании известных представлений о механизме атомного взаимодействия в твердых телах.

Личный вклад автора

Все представленные в диссертации результаты получены автором лично или при его определяющем участии. Автор принимал решающее участие в постановке и решении задач, технологической и диагностической работах, интерпретации результатов расчета и эксперимента и последующей подготовке публикаций в рецензируемых журналов. Он лично представлял научные результаты на всероссийских и международных конференциях.

Апробация работы

Результаты диссертации доложены на следующих конференциях: 4th, 6th International School and Conference «SPB OPEN 2017», «SPB OPEN 2019", Санкт-Петербург, Россия, 2017, 2019; 18-я, 20-я всероссийская молодежная конференция по физике полупроводников и наноструктур, полупроводниковой опто - и наноэлектронике, Санкт-Петербург, Россия, 2016, 2019; BIT's 7th Annual World Congress of Advanced Materials-2018 (WCAM-2018), Сямынь, Китай, 2018; 5-я школа молодых ученых "Современные методы электронной и зондовой микроскопии в исследованиях органических, неорганических наноструктур и нанобиоматериалов", Черноголовка, Россия, 2018; XII, XIII Российская конференция по физике полупроводников, Звенигород, Екатеринбург, Россия, 2015, 2017; V Международная школа для молодых учёных RACIRI-2017 "Лучшие рентгеновские и нейтронные источники мира: исследовательские методы и научные задачи", Роннебю, Швеция, 2017; 29th International Conference on Defects in Semiconductors, Мацуэ, Япония, 2017; XLV, XLVI Научная и учебно-методическая конференция Университета ИТМО, Санкт-Петербург, Россия, 2016, 2017; 13th International Conference on Atomically Controlled Surfaces, Interfaces and Nanostructures, Рим, Италия, 2016.

Публикации

Основное содержание диссертации опубликовано в 5 работах, из них 4 публикации, в изданиях из перечня ВАК или рецензируемых Web of Science/Scopus.

Публикации в научных рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК при Министерстве науки и высшего образования Российской Федерации для публикации основных результатов диссертационных исследований и в изданиях, входящих в международные реферативные базы данных и системы цитирования Web of Science/Scopus:

1. Prasolov N. D. Molecular dynamics simulations of GaAs-crystal surface modifications during nanoindentation with AFM tip / N.D.Prasolov, P.N.Brunkov, A.A.Gutkin // Journal ofPhysics: Conference Series. - 2017. - Т. 917 - № 9. - С. 092018.

2. Prasolov N. D. New connecting elements for cascade photoelectric converters based on InP / A.E.Marichev, B.V.Pushnyi, R.V.Levin, N.M.Lebedeva, N.D.Prasolov, E.V.Kontrosh // Journal of Physics: Conference Series. - 2018. - Т. 993 - № 1. - С. 012036.

3. Prasolov N. D. Development of the technology of manufacturing connecting elements in cascade photodetectors / A.E.Marichev, R.V.Levin, N.D.Prasolov, E.V.Kontrosh, B.V.Pushnyi // Journal of Physics: Conference Series. - 2018. - Т. 1038 - № 1. - С. 1-4.

4. Prasolov N. D. Molecular dynamics simulations of GaAs-crystal surface nanoindentation / N.D.Prasolov, M.Yu.Krauchanka, L.M.Dorogin, H.K.Lipsanen, A.A.Gutkin, P.N.Brunkov // Университетский научный журнал. - 2017. - Т. 35. - С. 40-47.

Публикации в иных изданиях:

5. Прасолов Н.Д. Моделирование методами молекулярной динамики модификации поверхности кристалла GaAs при наноиндентировании зондом атомно-силового микроскопа / Н.Д.Прасолов // Международная зимняя школа по физике полупроводников 2017. Научные сообщения молодых ученых. - 2017. - С. 51-52.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, 3 глав, заключения, списка сокращений и условных обозначений и списка литературы. Общий объем диссертации составляет 158 страниц, включая 73 рисунка и 4 таблицы. Список литературы содержит 212 наименований.

Во введении раскрыта актуальность выбранной темы диссертационной работы, сформулирована ее главная цель и решаемые в ней задачи, показана научная новизна и практическая значимость полученных результатов, а также перечислены основные положения, выносимые на защиту.

В главе 1 представлен литературный обзор достигнутых на сегодняшний день результатов в различных областях, прямо или косвенно связанных со сканирующей зондовой литографией и наноиндентированием методом молекулярной динамики. Сначала дана краткая история развития метода индентирования с момента его зарождения вплоть до наших дней. Описан метод модификации поверхности сканирующими зондовыми микроскопами. Показано, что метод молекулярной динамики является удобным инструментом в описании контакта на субнанометровом уровне и дано подробное описание наноиндентирования методами компьютерного моделирования.

В главе 2 представлены результаты моделирования методом молекулярной динамики процесса наноиндентирования поверхности GaAs твердым сферой, а также процесса образования димеров атомов As на поверхности GaAs (001). Моделирование проводилось с помощью программного пакета LAMMPS, визуализация результатов осуществлялась с помощью программы OVITO. Расчеты проводились при условии канонического ансамбля (постоянство числа атомов, объема и температуры системы). Был выбран потенциал взаимодействия между атомами Ga и As под названием потенциал порядка связи (BOP, bond order potential).

В главе 3 представлены результаты проведения эксперимента по контактному взаимодействию зонда АСМ с поверхностью эпитаксиальных слоев GaAs и модифицировании поверхности и ее свойств.

Для проведения измерений по модификации поверхности использовался атомно-силовой микроскоп модели VEECO Dimension 3100. Для сканирования и литографии поверхности использовался зонд модели TESPA-V2.

В заключении приведены основные результаты работы:

С использованием метода молекулярной динамики разработана модель для определения площади контакта полусферического индентора с радиусом менее 50 нм. Показано, что при наноиндентировании поверхности GaAs площадь контакта в 1.5 раза выше величины, полученной из модели Герца.

Методом молекулярной динамики была определена граница области упругих деформаций GaAs с ее зависимостью от силы прижима, радиуса индентора, температуры образца и глубины индентирования. Показано, что в области низких температур, при индентировании GaAs на глубину 1 нм происходит формирование напряженной области на глубине до 1.5 нм, которая при повышении температуры диссоциирует с образованием аморфного слоя на глубине до 5 атомных слоев под поверхностью образца.

Показано, что индентирование в области малых деформаций приводит к образованию устойчивых димеров атомов As вдоль направления [110] на поверхности GaAs (001). Темп образования димеров атомов As зависит от скорости движения и силы прижима индентора, а также от температуры образца. Была рассчитана энергия термоактивационного барьера для образования димеров атомов As на поверхности GaAs (001), равная ~38 мэВ. Для их диссоциации необходима энергия более 2 эВ. При индентировании поверхности GaAs (001), терминированной атомами Ga, происходит формирование устойчивых димеров Ga вдоль направления [-110].

Моделирование методами молекулярной динамики показало, что при наноиндентировании атомно-гладкой поверхности GaAs реконструкция поверхности с образованием димеров и генерация точечных дефектов в

приповерхностных атомных слоях могут быть описаны кинетической теорией механизма разрушения твердых тел, где движущей силой являются флуктуации тепловой энергии, а внешние механические напряжения приводят к понижению энергетического барьера или, следовательно, к повышению темпа образования дефектов.

Разработана методика нанотрибологического воздействия зонда атомно-силового микроскопа в контактном режиме на поверхность GaAs для модификации профиля поверхности на глубину с точностью до одного атомного слоя посредством изменения скорости сканирования и силы прижима зонда к поверхности.

Разработана методика наноиндентирования зондом атомно-силового микроскопа атомно-гладкой поверхности GaAs на глубину до одного атомного слоя. Показано как влияют на глубину наноиндентирования радиуса закругления кончика зонда, сила прижима и длительность его воздействия на поверхность.

1 Литературный обзор

Данная глава посвящена описанию сканирующей зондовой микроскопии, метода сканирующей зондовой литографии, описан принцип работы, применение данного метода, и состояние на данный момент времени. Подробно описаны силовые методы модификации поверхности - нанотрибология и наноиндентирование зондом атомно-силового микроскопа (АСМ). Показано, что при сканировании поверхности GaAs зондом АСМ в контактном режиме происходит локальная модификация потенциала поверхности в области сканирования, при этом величина данного изменения зависит от скорости сканирования и силы прижима, заменив сканирование поверхности длительной задержкой зонда в одной точке можно перейти от нанотрибологической модификации к наноиндентированию. Так же описаны достижения метода молекулярной динамики в области моделирования процесса наноиндентирования.

1.1 Сканирующая зондовая микроскопия

Сканирующая зондовая микроскопия (СЗМ) - это метод, в котором исследование рельефа поверхности и её свойств происходит с помощью взаимодействия этой поверхности с зондом при его движении. В ходе этого движения собираются данные о поверхности.

Сканирующий зондовый микроскоп в его современном виде изобретен Гердом Карлом Биннигом и Генрихом Рорером в 1981 году (принципы этого класса приборов были заложены ранее другими исследователями). За это изобретение они были удостоены Нобелевской премии по физике в 1986 году, которая была разделена между ними и изобретателем просвечивающего электронного микроскопа Э. Руска. Дальнейшие разработки Биннига расширили возможности нанотехнологий, позволив не только визуализировать отдельные атомы, но и манипулировать ими. Совместно с коллегой по Исследовательскому центру IBM в Цюрихе Кристофором Гербером и профессором Стэнфордского университета

Келвином Квейтом они создали атомно-силовой микроскоп, открывший новые перспективы в микроскопии. В отличие от сканирующего туннельного микроскопа, позволяющего исследовать только поверхность металлов и полупроводников, атомно-силовой микроскоп позволяет исследовать диэлектрические материалы. Область применения СЗМ по сравнению с другими методами по отношению к размерам исследуемых объектов можно оценить из рисунка 1.

10"Е ю'1 10е ю1 10* 10* ю4 ю£ х,у (им)

Рисунок 1 - Сравнение областей применения методов Сканирующей Зондовой

Микроскопии, Сканирующей Электронной Микроскопии и Оптической Микроскопии для измерения геометрических размеров и топографии объектов: направление z - вертикально к поверхности (х, у)

За прошедшие годы применение зондовой микроскопии позволило достичь значительных научных результатов в различных областях физики, химии и биологии. Наиболее яркими демонстрациями возможностей этого экспериментального направления при исследовании поверхностей твердых тел могут служить: результаты по прямой визуализации поверхностной реконструкции [1], манипуляция отдельными атомами для записи информации с рекордной

плотностью, исследование локального влияния поверхностных дефектов на зонную структуру образца [2] и пр.

Также был достигнут значительный прогресс в изучении биологических и органических материалов с помощью атомно-силовой микроскопии (АСМ) [3].

На ряду с широкими возможностями АСМ в исследовании поверхности, этот метод также нашел применение в измерении механических свойств материалов по принципу работы наноинденторов.

Методика СЗМ включает в себя различные методы исследования поверхности:

• туннельная микроскопия (на основе измерения туннельного тока);

• ближнепольная оптическая микроскопия (на основе детектирования рассеяния света на образце на расстояниях I меньше длины волны света X);

• атомно-силовая микроскопия (использует силовое взаимодействие между зондом и поверхностью).

В атомном силовом микроскопе для исследования рельефа поверхности используется кантилевер, состоящий из острой иглы (Рисунок 2), закрепленной на специальной балке, и система обратной связи [4].

Г

У

Рисунок 2 - Схема зонда АСМ, 1 - длина w - ширина, 1 - толщина балки

кантилевера, И - высота зонда

Система обратной связи представляет собой лазер, зеркальную поверхность кантилевера, четырёхпозиционный фотодетектор и электронно-вычислительные блоки обработки сигнала: луч лазера попадает на упругую балку кантилевера и, отражаясь от него, попадает на четырёхпозиционный фотодетектор (Рисунок 3).

Лазер Фотодиод

Рисунок 3 - Схематическое изображение работы атомно-силового микроскопа [4]

Когда зонд движется над поверхностью образца, кантилевер изгибается, реагируя на силы, действующие на зонд. Обычно под силами, действующими между зондом и образцом, понимают силы межатомного взаимодействия Ван-дер-Ваальса (Рисунок 4). Изгиб кантилевера влечёт за собой изменение положения луча лазера на четырёх-сегментном фотодетекторе. Сигнал с фотодетектора обрабатывается электронно-вычислительными устройствами микроскопа, которые формируют изображение, соответствующее рельефу поверхности - топография. Получение топографии позволяет исследовать физические свойства поверхности, например, механические - упругость, шероховатость. Исследования могут проводиться как на проводящих, так и непроводящих образцах с разрешением вплоть до атомарного.

Рисунок 4 - Зависимость сил Ван-дер-Ваальса от расстояния между зондом и

образцом

Как видно из рисунка 4 в зависимости от расстояния между зондом и образцом можно выделить три режима работы атомно-силового микроскопа:

1. Контактный режим работы (Contact Mode) характеризуется тем, что зонд непосредственно взаимодействует (контактирует) с поверхностью с некоторой силой прижима Fcan (Рисунок 5). При этом система обратной связи стремится поддержать задаваемое программным способом расстояние между зондом и образцом. Данный режим не подходит для исследования биологических тканей и мягких полимеров, так как высока вероятность повредить исследуемый образец и зонд. Чаще всего контактный режим сканирования используется при исследовании твёрдых образцов.

>Г'-

F ^

can /

Ш

«—»

Rr

Рисунок 5 - Система зонд - поверхность (Яест - радиус закругления острия зонда, V - скорость движения зонда по поверхности)

2. Полуконтактный режим (Tapping Mode) - позволяет получить топографию исследуемого образца с помощью осциллирующего зонда с амплитудой 10-100 нм вблизи резонанса. Этот режим может быть реализован, если расстояние до поверхности z0 меньше амплитуды колебаний кантилевера:

Zo < Quo, (1)

где и0 - амплитуда колебаний пьезопластины (к которой прикреплен кантилевер), Q - добротность системы. На графике взаимодействия рабочая точка z0 будет иметь вид синусоиды на рисунке 6: в нижнем полупериоде колебаний кантилевер касается образца. Полуконтактный режим подходит для исследования мягких образцов (биологический тканей и полимеров и др.), так как вероятность их повреждения во время сканирования минимальна из-за отсутствия жесткого контакта с зондом.

г :

• % • \ ж . г г

+ t

Рисунок 6 - Рабочая точка в полуконтактном режиме

3. Бесконтактный режим (Non-contact Mode) - измеряет топографию, оценивая притяжение Ван-дер-Ваальса между поверхностью и наконечником зонда. Он менее стабилен, чем контактный или полуконтактный режимы.

1.2 Сканирующая зондовая литография

Нанолитография - изменение поверхности образца в наномасштабе. Традиционные методы включают в себя создание маски на поверхности полупроводниковой пластины и последующее применение разных видов микролитографии всё более высокого разрешения (рентгено-, электроно- или ионной литографии), что позволяет создавать наноразмерные элементы.

Сканирующий зондовый микроскоп (СЗМ) представляет собой очень сложную систему, которая позволяет контролировать небольшие изменения в движении зонда, что может использоваться для локальной модификации поверхности. То есть, если повысить уровень взаимодействия между зондом и образцом, можно перевести микроскоп из измерительного режима в литографический, обеспечивающий создание заданных структур с нанометровыми размерами.

Существует много видов зондовой литографии, среди которых основные это:

• литография с помощью СТМ;

• анодно-окислительная литография с использованием АСМ;

• силовая литография с использованием АСМ.

СТМ литография подразумевает использование тонкого металлического зонда, который подводится близко к поверхности образца, а приложенное напряжение смещения вызывает электрический ток (Рисунок 7). Расстояние зонд-образец поддерживается постоянным.

В зависимости от прикладываемого напряжения СТМ работает в двух разных режимах [5]:

1. Туннельный режим: при низких напряжениях смещения (<3 В) туннельный ток I описывается уравнением:

Г

Рисунок 7 - Схема СТМ литографии [5]

(2)

где А - константа, е - элементарный заряд, V - приложенное напряжение, т - масса электрона, Ф - средняя работа выхода электронов из материалов зонда и образца, к - постоянная планка, d - расстояние зонд -образец.

2. Режим полевой эмиссии (напряжения >10 В): прикладываемое напряжение создаёт пространственно-ограниченное электрическое поле. Это поле уменьшает потенциальный барьер на поверхности зонда, вызывая ток эмиссии. Процесс полевой эмиссии был изучен Фаулером и Нордхемом, которые описали его уравнением:

где у - плотность тока, Е - напряженность электрического поля, А, Б, С -константы.

Способ воздействия на поверхность заключается в подаче на образец импульса тока высокой плотности или электрического поля высокой напряженности. Поверхность образца под зондом при этом может расплавляться и даже частично испаряться. СТМ зонд может перемещать частицы материала по поверхности образца, либо удалять их оттуда, манипулировать большими молекулами и даже отдельными атомами.

Анодно-окислительная литография с помощью АСМ основана на контроле напряжения, которое вызывает электрохимические процессы на поверхности образца, данный метод так же называют локальное анодное оксидирование (ЛАО). Реакция окисления обусловлена применением зонда и поверхности образца в присутствии оксианионов [6]. Зонд, образец и водный мост являются элементами наноразмерной электрохимической ячейки. Зонд играет роль катода, образец -анода, а мениск воды, образованный между кончиком и поверхностью, обеспечивает оксианионы (Рисунок 8).

(3)

Молекулы воды, адсорбированные на поверхности, и те, которые поступают из газовой фазы, вносят вклад в мост [7]. Водный мост обеспечивает кислородными соединениями (в основном ОН-), необходимыми для окисления поверхности. Окисление твердых веществ является диффузионным процессом.

В рамках настоящего исследования интересен метод силовой литографии с использованием АСМ. Основополагающей особенностью данного метода литографии поверхности является непосредственное взаимодействие с поверхностью при заданной силе прижима зонда Fcan [8].

Выделяют два вида силового воздействия на поверхность:

1. статическое воздействие (наногравировка);

2. динамическое воздействие (наночеканка).

Первый вид воздействия используется для формирования рисунка (Рисунок 9 а, б и Рисунок 10 б) на поверхности. В данном методе используется обычный контактный режим сканирования, так как именно в этом режиме осуществляется непосредственный контакт зонда с поверхностью, контроль высоты зонда над поверхностью. Механическая сила, с которой зонд действует на подложку, представляет собой переменную, которую можно контролировать с хорошей точностью в АСМ. В таких приложениях зонд АСМ может разорвать некоторые относительно слабые химические связи внутри монослоя и произвести

изменение поверхности - модификацию. Используется принцип вспашки: на поверхности образца определенным образом создается канавка с характерным сечением, форма которого определяется формой зонда. Основной недостаток данной технологии литографии заключается в том, что торсионные изгибы кантилевера приводят к неоднородностям рисунка и быстрому разрушению зонда.

Второй метод - динамический, а значит модификация поверхности происходит за счет углублений, образованных колеблющимся зондом (Рисунок 10). Для реализации данной методики используется полуконтактный режим работы. Этот метод нанолитографии не имеет торсионных искажений и позволяет существенно снизить износ зонда.

Рисунок 9 - Канавки на поверхности полимерных пленок (а) - на основе полиметилметакрилата (РММА) и (б) - полиимида (Р1), полученные с помощью кремниевого зонда АСМ в контактном режиме [9]

Рисунок 10 - Векторная динамическая силовая литография (размер изображения 220х220 нм2) в виде регулярного массива углублений -(а); растровая литография

(размер скана 2.5х2.6 мкм) - (б) [4]

Данный вид литографии приводит к трибоэлектрическим эффектам на поверхности образца в наномасштабе, а силу данных эффектов предполагается контролировать как силой прижима зонда к поверхности, так и скорости сканирования [10-12].

1.3 Нанотрибология

Связанное с механическим трением взаимодействие между твердыми поверхностями при их относительном движении приводит к широкому спектру трибологических явлений [13-15]. В этом случае достаточно часто наблюдается трибоэлектрический эффект, связанный с изменением электрического потенциала поверхности твердого тела при трении с поверхностью другого твердого тела [1620]. Несмотря на то, что трибоэлектрический эффект известен давно, его природа до сих пор не до конца ясна. Атомно-силовые микроскопы (АСМ) являются удобным инструментом для исследования трибоэлектрических эффектов. Одной из причин этого является возможность поддержания постоянной скорости движения и давления зонда на поверхность, обеспечиваемую АСМ, что позволяет сформировать область нанометровых размеров с идентичным распределением искажений под зондом. Кроме того, с помощью сканирующей Кельвин-зонд

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Прасолов Никита Дмитриевич, 2019 год

Список литературы

1. Бинниг, Г. Сканирующая туннельная микроскопия - от рождения к юности / Г.Бинниг, Г.Рорер // УФН. - 1988. - Т. 154 - № 2. - С. 261-277.

2. Maslova, N. S. STM evidence of dimensional quantization on the nanometer size surface defects / N.S.Maslova, A.I.Oreshkin, V.I.Panov, S.V.Savinov, A.A.Kalachev, J.P.Rabe // Solid State Communications. - 1995. - Т. 95 - № 8. - С. 507-510.

3. Binning, G. Atomic force microscopy / G.Binning, C.F.Quate, C.Gerber // Phys. Rev. Lett. - 1986. - Т. 56 - № 9. - С. 930-933.

4. Миронов В. Л. Основы сканирующей зондовой микроскопии / В.Л.Миронов - Техносфера, Москва, 2009.

5. Krivoshapkina Y. Tip-based nanolithography methods and materials / Y.Krivoshapkina, M.Kaestner, I.W.Rangelow // Frontiers of Nanoscience. - 2016. - Т. 11. - С. 497-542.

6. Ryu Y. K. Advanced oxidation scanning probe lithography / Y.K.Ryu, R.Garcia // Nanotechnology. - 2017. - Т. 28. - № 14. - С. 142003.

7. Gomez-Monivas S. Field-induced formation of nanometer-sized water bridges / S.Gomez-Monivas, J.J.Saenz, M.Calleja, R. Garcia // Physical review letters. - 2003. - Т. 91 - № 5. - С. 056101.

8. Rosa L. G. Atomic force microscope nanolithography: dip-pen, nanoshaving, nanografting, tapping mode, electrochemical and thermal nanolithography / L.G.Rosa, J.Liang // Journal of Physics: Condensed Matter. - 2009. - Т. 21 - № 48. - С. 483001.

9. Tseng A. A. Tip-based nanofabrication: Fundamentals and applications / A.A.Tseng - Springer Science & Business Media, Berlin, Germany, 2011.

10. Брунков П. Н. Локальная трибоэлектризация поверхности n-GaAs с помощью зонда атомно-силового микроскопа / П.Н.Брунков, В.В.Гончаров, М.Э.Рудинский, А.А.Гуткин, Н.Ю.Гордеев, В.М.Лантратов, Н.А.Калюжный, С.А.Минтаиров, Р.В.Соколов, С.Г.Конников // Физика и техника полупроводников. - 2013. - Т. 47 -№ 9. - С. 1181-1184.

11. Бакланов А. В. Влияние условий взаимодействия зонда атомно-силового микроскопа с поверхностью n-GaAs на эффект трибоэлектризации / А.В.Бакланов, А.А.Гуткин, Н.А.Калюжный, П.Н.Брунков // Физика и техника полупроводников.

- 2015. - Т. 49 - № 8. - С. 1083-1087.

12. Bhushan B. Handbook of Micro/Nano Tribology. - Second Edition. / B.Bhushan -CRC Press, Boca Raton, USA, 1998.

13. Bhushan B. Principles and Applications of Tribology, 2nd ed. / B.Bhushan - Wiley, Chichester, UK, 2013.

14. Bhushan B. Nanotribology and Nanomechanics: Measurement Techniques and Nanomechanics / B.Bhushan - Springer, Berlin, Germany, 2011. - Volume 1.

15. Bhushan B. Nanotribology and Nanomechanics: Nanotribology, Biomimetics and Industrial Applications / B.Bhushan - Springer, Berlin, Germany, 2011. - Volume 2.

16. Bhushan B. Kelvin probe microscopy measurements of surface potential change under wear at low loads / B.Bhushan, A.V.Goldadem // Wear. - 2000. - Т. 244. - С. 104117.

17. Chuesa M. Nanoscale space charge generation in local oxidation nanolithography / M.Chiesa, R.Garcia // Appl. Phys. Lett. - 2010. - Т. 96. - С. 263112.

18. Sun H. Kelvin probe force microscopy study on nanotriboelectrification / H.Sun, H.Chu, J.Wang, L.Ding, Y.Li // Appl. Phys. Lett. - 2010. - Т. 96. - С. 083112.

19. Lacks D. J. Contact electrification of insulating materials / D.J.Lacks, R.M.Sankaran // J. Phys. D: Appl. Phys. - 2011. - Т. 44. - С. 453001.

20. Mirkowska M. Atomic Force Microscopy as a Tool to Explore Triboelectrostatic Phenomena in Mineral Processing / M.Mirkowska, M.Kratzer, C.Teichert, H.Flachberger // Chem. Ing. Tech. - 2014. - Т. 86. - С. 857.

21. Martin Y. High-resolution capacitance measurement and potentiometry by force microscopy / Y.Martin, D.W.Abraham, H.K.Wickramasinghe // Appl. Phys. Lett. - 1988.

- Т. 52. - С. 1103.

22. Nonnenmacher M. Kelvin probe force microscopy / M.Nonnenmacher, M.P.O'Boyle, H.K.Wickramasinghe // Appl. Phys. Lett. - 1991. - Т. 58. - С. 2921.

23. Bruker AFM probes [Эл. ресурс]. Режим доступа: www.brukerafmprobes.com

24. Hutter J. L. Calibration of atomic-force microscope tips / J.L.Hutter, Bechhoefer J. // Review of Scientific Instruments. - 1993. - T. 64 - № 7. - C. 1868-1873.

25. Szlufarska I. Recent advances in single-asperity nanotribology / I.Szlufarska, M.Chandross, R.W.Carpick // J. Phys. D: Appl. Phys. - 2008. - T. 41. - C. 123001.

26. Livshits A. I. Self-lubrication in scanning-force-microscope image formation on ionic surfaces / A.I.Livshits, A.L.Shluger // Phys. Rev. B. - 1997. - T. 56. - C. 12482.

27. Landman U. Structural and dynamical consequences of interactions in interfacial systems / U.Landman, W.D.Luetke, M.W.Ribarski // J. Vacuum. Sci. Technol. A. - 1989

- T. 7. - C. 2829.

28. Landman U. Atomistic mechanisms of adhesive contact formation and interfacial processes / U.Landman, W.D.Luetke, E.M.Ringer // Wear. - 1992. - T. 153. - C. 3.

29. Bracht H. Enhanced and retarded Ga self-diffusion in Si and Be doped GaAs isotope heterostructures / H.Bracht, M.Norseng, E.E.Haller, K.Eberl, M.Cardona // Solid State Commun. - 1999. - T. 112. - C. 301.

30. Baraff G. A. Electronic Structure, Total Energies, and Abundances of the Elementary Point Defects in GaAs / G.A.Baraff, M.Schlüter // Phys. Rev. Lett. - 1985. -T. 55. - C. 1327.

31. Willardson R. K. Semiconductors and Semimetals / R.K.Willardson, A.C.Beer -Academic Press, New York, USA 1972. - Volume 8.

32. Krispin P. Dopant-dependent formation and annealing of the dominant native deep-level defect in liquid-phase epitaxial AlGaAs / P.Krispin // J. Appl. Phys. - 1989. - T. 65.

- C. 3470.

33. Ishida T. A study of deformation-produced deep levels inn-GaAs using deep level transient capacitance spectroscopy / T.Ishida, K.Maeda, S.Takeuchi // Appl. Phys. -1980. - T. 21. - C. 257.

34. Fischer-Cripps C. Nanoindentation. 2nd edn, Mechanical engineering series / C.Fischer-Cripps - Springer, New York, USA, 2004.

35. Armstrong R. W. Elastic, plastic, cracking aspects of the hardness of materials / R.W.Armstrong, W.L.Elban, S.M.Walley // International Journal of Modern Physics B. - 2013. - Т. 27. - С. 1330004.

36. Мощенок В.И. История, современные достижения и перспективы развития твердометрии / В.И.Мощенок // Вестник харьковского национального автомобильно-дорожного университета. - 2008. - Т. 42.

37. Булычев С. И. Испытание материалов непрерывным вдавливанием индентора / С.И.Булычев, В.П.Алехин - Машиностроение, Москва, 1990.

38. ГОСТ 9450-76 Измерение микротвердости вдавливанием алмазных наконечников (с Изменениями N 1, 2) - М. - 35 с.

39. Головин Ю. И. Наноиндентирование и механические свойства твердых тел в субмикрообъемах, тонких приповерхностных слоях и пленках / Ю.И. Головин // Физика твердого тела. - 2008. - Т. 50 - № 12. - С. 2113-2142.

40. ISO 14577-1:2015 Metallic materials - Instrumented indentation test for hardness and materials parameters - Part 1 : Test method.

41. Bradt R. C. Fracture Mechanics of Ceramics / R. C.Bradt, D.P.H.Hasselman, D.Munz - Springer US, Boston, USA, 1996.

42. Volinsky A. Fracture toughness, adhesion and mechanical properties of low-k dielectric thin films measured by nanoindentation / A.Volinsky, J.B.Vella, W.W.Gerberich // Thin Solid Films. - 2003. - Т. 429 - № 1-2. - С. 201-210.

43. Yang B. Strain hardening and recovery in a bulk metallic glass under nanoindentation / B.Yang, L.Riester, T Nieh. // Scripta Materialia. - 2006. - Т. 54 - № 7. - С. 1277-1280.

44. Bendavid A. Deposition and modification of titanium dioxide thin films by filtered arc deposition / A.Bendavid, P.Martin, H.Takikawa // Thin Solid Films. - 2000. - Т. -360 - № 1-2. - С. 241-249.

45. Sargent P.M. Indentation creep / P.M.Sargent, M.F.Ashby //Materials Science and Technology. - 1992. - Т. 8 - № 7. - С. 594-601.

46. Vepricek S. The search for novel, superhard materials / S.Vepricek // Journal of Vacuum Science and Technology A: Vacuum, Surfaces, and Films. - 1999. - T. 17 - № 5. - C. 2401.

47. Lu C. Recent advances in understanding the origin of superhardness in nanocomposite coatings: A critical review / C.Lu, Y.-W.Mai, Y.-G.Shen // Journal of Materials Science. - 2006. - T. 41 - № 3. - C. 937-950.

48. Kumar K. S. Mechanical behavior of nanocrystalline metals and alloys / K.S.Kumar, H.V.Swygenhoven, S.Suresh // Acta Materialia. - 2003. - T. 51. - № 19. -C. 5743-5774.

49. Cuy J. L. Nanoindentation mapping of the mechanical properties of human molar tooth enamel / J.L.Cuy, A.B.Mann, K.J.Livi M.F.Teaford, T.P.Weihs // Archives of Oral Biology. - 2002. - T. 47 - № 4. - C. 281-291.

50. Oliver W. C. An improved technique for determining hardness and elastic modulus using load and displacement sensing indentation experiments / W.C.Oliver, G.M.Pharr // Journal of Materials Research. - 1992. - T. 7 - № 6. - C. 1564-1583.

51. Sinnott S. B. Computer simulations of nanometer-scale indentation and friction / S.B.Sinnott, S.-J.Heo, D.W.Brenner, J.A.Harrison, D.L.Irving - Handbook of Nanotechnology, Springer, Berlin, Germany, 2010.

52. Kelchner C. L. Dislocation nucleation and defect structure during surface indentation / C.L.Kelchner, S.J.Plimpton, J.Hamilton // Physical Review B. - 1998. - T. 58 - № 17. - C. 11085-11088.

53. Zimmerman J. A. Surface step effects on nanoindentation / J.A.Zimmerman, C.L.Kelchner, P.A.Klein, J.C.Hamilton, S.M.Foiles // Physical Review Letters. - 2001. -T. 87 - № 16. - C. 165507.

54. Slutsker I. Atomic-level fluctuation mechanism of the fracture of solids (computer simulation studies) / I.Slutsker // Physics of the Solid State. - 2005. - T. 47. - C. 801.

55. Prasolov N. D. Molecular dynamics simulations of GaAs-crystal surface modifications during nanoindentation with AFM tip / N.D.Prasolov, P.N.Brunkov, A.A.Gutkin // Journal of Physics: Conference Series. - 2017. - T. 917 - № 9, pp. 092018.

56. Lilleodden E. T Atomistic simulations of elastic deformation and dislocation nucleation during nanoindentation / E.T.Lilleodden, J.A.Zimmermann, S.M.Foiles, W.D.Nix // Journal of the Mechanics and Physics of Solids. - 2003. - T. 51 - № 5. - C. 901-920.

57. Vliet K. V. Quantifying the early stages of plasticity through nanoscale experiments and simulations / K.V.Vliet, J.Li, T.Zhu, S.Yip, S.Suresh // Physical Review B. - 2003. - T. 67 - № 10. - C. 104-105.

58. Ma X.-L. Molecular dynamics simulation on burst and arrest of stacking faults in nanocrystalline Cu under nanoindentation / X. -L.Ma, W. Yang // Nanotechnology. - 2003.

- T. 14. - № 11. - C. 1208.

59. Zhu T. Predictive modeling of nanoindentation-induced homogeneous dislocation nucleation in copper / T.Zhu // Journal of the Mechanics and Physics of Solids. - 2004. -T. 52 - № 3. - C. 691-724.

60. Liang H. Crystalline plasticity on copper (001), (110), and (111) surfaces during nanoindentation / H.Liang, C.Woo, H.Huang A.H.W.Ngan, T. X.Yu // CMES-Computer Modeling in Engineering and Sciences. - 2004. - T. 6 - № 1. - C. 105-114.

61. Biener J. Size effects on the mechanical behavior of nanoporous Au / J.Biener, A.M.Hodge, J.R.Hayes, C.A.Volkert, L.A.Zepeda-Ruiz, A.V.Hamza, F.F.Abraham // Nano Letters. - 2006. - T. 6 - № 10. - C. 2379-2382.

62. Asenjo A. Dislocation mechanisms in the first stage of plasticity of nanoindented Au (111) surfaces / A.Asenjo, M.Jaafar, E.Carrasco, J.Rojo // Physical Review B. - 2006.

- T. 73 - № 7. - C. 075431.

63. Tsuru T. Anisotropic effects in elastic and incipient plastic deformation under (001), (110), and (111) nanoindentation of Al and Cu. / T.Tsuru, Y.Shibutani // Physical Review B. - 2007. - T. 75 - № 3. - C. 035415.

64. Ju S.-P. The nanoindentation responses of nickel surfaces with different crystal orientations / S.-P.Ju, C.-T.Wang, C.-H.Chien, J.C.Huang, J.C.Huang // Molecular Simulation. - 2007. - T. 33 - № 11. - C. 905-917.

65. Carrasco E. Dislocation emission at the onset of plasticity during nanoindentation in gold / E.Carrasco, O.Rodriguez De La Fuente, J. M.Rojo // Philosophical Magazine. -

2008. - Т. 88 - № 3. - С. 281-296.

66. Ziegenhain G. Effect of material stiffness on hardness: A computational study based on model potentials / G.Ziegenhain, H.M.Urbassek // Philosophical Magazine. -

2009. - Т. 89 - № 26. - С. 2225-2238.

67. Ziegenhain G. Influence of crystal anisotropy on elastic deformation and onset of plasticity in nanoindentation: A simulational study / G.Ziegenhain, H.M.Urbassek, A.Hartmaier // Journal of Applied Physics. - 2010. - Т. 107 - № 6. - С. 061807.

68. Begau C. Atomistic processes of dislocation generation and plastic deformation during nanoindentation / C.Begau, A.Hartmaier, E.George, G.Pharr // Acta Materialia. -

2011. - Т. 59 - № 3. - С. 934-942.

69. Liang Y. Study of dislocation nucleation mechanism in nanoindentation process / Y.Liang, Q.Wang, N.Yu, J.X.Chen, J.X.Chen, Y.Z.Sun // Nanoscience and Nanotechnology Letters. - 2013. - Т. 5 - № 5. - С. 536-541.

70. Salehinia I. The impact of a variety of point defects on the inception of plastic deformation in dislocation-free metals / I.Salehinia, D.F.Bahr // Scripta Materialia. -

2012. - Т. 66 - № 6. - С. 339-342.

71. Salehinia I. The effect of crystal orientation on the stochastic behavior of dislocation nucleation and multiplication during nanoindentation / I.Salehinia, S.Lawrence, D.Bahr // Acta Materialia. - 2013. - Т. 61 - № 5. - С. 1421-1431.

72. Cheng I.-C. Strength scale behavior of nanoporous Ag, Pd and Cu foams / I.C.Cheng, A.M.Hodge // Scripta Materialia. - 2013. - Т. 69 - № 4. - С. 295-298.

73. Naveen Kumar N. Active slip systems in bcc. iron during nanoindentation: A molecular dynamics study / R.Tewari, P.Durgaprasad, B.K.Dutta, G.K.Dey // Computational Materials Science. - 2013. - Т. 77. - С. 260-263.

74. Alcala J. Planar defect nucleation and annihilation mechanisms in nanocontact plasticity of metal surfaces / J.Alcala, R.Dalmau, O.Franke, M.Biener, J.Biener, A.Hodge // Physical Review Letters. - 2012. - Т. 109 - № 7. - С. 075502.

75. Hagelaar J. Atomistic simulations of the formation and destruction of nanoindentation contacts in tungsten / J.Hagelaar, E.Bitzek, C.Flipse, P.Gumbsch // Physical Review B. - 2006. - Т. 73 - № 4. - С. 045425.

76. Ruestes C. J. Atomistic simulation of tantalum nanoindentation: Effects of indenter diameter, penetration velocity, and interatomic potentials on defect mechanisms and evolution / C.J.Ruestes, A.Stukowski, Y.Tang, D.R.Tramontina, P.Erhart, B.A.Remington, H.M.Urbassek, M.A.Meyers, E.M.Bringa // Materials Science and Engineering: A. - 2014. - Т. 613. - С. 390-403.

77. Remington T. Plastic deformation in nanoindentation of tantalum: A new mechanism for prismatic loop formation / T.Remington, C.Ruestes, E.Bringa, B.A.Remington, C.H.Lu, B.Kad, M.A.Meyers // Acta Materialia. - 2014. - Т. 78. - С. 378-393.

78. Comparative simulation study of the structure of the plastic zone produced by nanoindentation / Y.Gao, C.J.Ruestes, D.R.Tramontina, H.M.Urbassek // Journal of the Mechanics and Physics of Solids. - 2015. - Т. 75. - С. 58-75.

79. Verkhovtsev V. Molecular dynamics simulations of the nanoindentation process of titanium crystal / V.Verkhovtsev, A.V.Yakubovich, G.B.Sushko, M.Hanauske, A.V.Solov'yov // Computational Materials Science. - 2013. - Т. 76. - С. 20-26.

80. Kim E. Atomistic simulation of structural phase transformations in monocrystalline silicon induced by nanoindentation / E.Kim, S.I.Oh // Nanotechnology. - 2006. - Т. 17. - С. 2259.

81. Mylvaganam K. Evolution of metastable phases in silicon during nanoindentation: mechanism analysis and experimental verification / K.Mylvaganam, L.C.Zhang, P.Eyben, J.Mody, W.Vandervorst // Nanotechnology. - 2009. - Т. 20. - С. 305705.

82. Goel S. Nanoindentation of polysilicon and single crystal silicon: Molecular dynamics simulation and experimental validation / S.Goel, N.H.Faisal, X.Luo, J.Yan, A.Agrawal // Journal of Physics D. - 2014. - Т. 47. - С. 275304.

83. Lodes M. Influence of dislocation density on the pop-in behavior and indentation size effect in CaF2 single crystals: Experiments and molecular dynamics simulations /

M.Lodes, A.Hartmaier, M.Göken, K.Durst // Acta Materialia. - 2011. - Т. 59 - № 11. -С. 4264-4273.

84. Szlufarska I. A crossover in the mechanical response of nanocrystalline ceramics / I.Szlufarska, A.Nakano, P.Vashishta // Science. - 2005. - Т. 309 - № 5736. - С. 911914.

85. Szlufarska I. Atomistic mechanisms of amorphization during nanoindentation of SiC: A molecular dynamics study / I.Szlufarska, R.Kalia, A.Nakano, P.Vashishta // Physical Review B. - 2005. - Т. 71. - С. 174113.

86. Chen H-P. Multimillion-atom nanoindentation simulation of crystalline silicon carbide: Orientation dependence and anisotropic pileup / H-P.Chen, R. K.Kalia, A.Nakano, P.Vashishta, I.Szlufarska // Journal of Applied Physics. - 2007. - Т. 102. - С. 063514.

87. Szlufarska I. A molecular dynamics study of nanoindentation of amorphous silicon carbide / I.Szlufarska, R.K.Kalia, A.Nakano, P.Vashishta // Journal of Applied Physics. - 2007. - Т. 102. - С. 023509.

88. Mishra M. Possibility of high-pressure transformation during nanoindentation of SiC / M.Mishra, I.Szlufarska // Acta Materialia. - 2009. - Т. 57 - № 20. - С. 6156-6165; 2009.

89. Lee C. Measurement of the elastic properties and intrinsic strength of monolayer grapheme / C.Lee, X.Wei, J.W.Kysar, J.Hone // Science. - 2008. - Т. 321 - № 5887. -С. 385-388.

90. Tan X. Nanoindentation models and young's modulus of monolayer graphene: A molecular dynamics study / X.Tan, J.Wu, K.Zhang, X.Peng, L.Sun, J.Zhong // Applied Physics Letters. - 2013. - Т. 102 - № 7. - С. 071908.

91. Sha Z. D. On the failure load and mechanism of polycrystalline graphene by nanoindentation / Z.D.Sha, Q.Wan, Q.X.Pei, S.S.Quek, Z.S.Liu, Y.W.Zhang, V.B.Shenoy // Scientific Reports. -2014. - Т. 4. - С. 7437.

92. Gouldstone A. Indentation across size scales and disciplines: Recent developments in experimentation and modeling / A.Gouldstone, N.Chollacoop, M.Dao, J.L.Andrew, M.Minor, Y.L.Shen // Acta Materialia. - 2007. - Т. 55 - № 12. - С. 4015-4039.

93. Paul W. Indentation-formed nanocontacts: an atomic-scale perspective / W.Paul, D.Oliver, P.Grutter // Physical Chemistry Chemical Physics. - 2014. - Т. 16 - № 18. -С. 8201-8222.

94. Bhushan B. Nanoindentation and picoindentation measurements using a capacitive transducer system in atomic force microscopy / B.Bhushan, A.V.Kulkarni, W.Bonin, J.T.Wyrobek // Philosophical Magazine A. - 1996. - Т. 74 - № 5. - С, 1117-1128.

95. Bhushan B. Nano-to microscale wear and mechanical characterization using scanning probe microscopy / B.Bhushan // Wear. - 2001. - Т. 251 - № 1. - С. 11051123.

96. Jin M. Study of deformation behavior of ultrafine-grained materials through in situ nanoindentation in a transmission electron microscope / M.Jin, A.Minor, D.Ge, J.Morris // Journal of Materials Research. - 2005. - Т. 20 - № 07. - С. 1735-1740.

97. Tiwari A. Applied Nanoindentation in Advanced Materials / A. Tiwari, S.Nataraj an - JohnWiley & Sons Ltd, NY, USA, 2017.

98. Minor A. M. A new view of the onset of plasticity during the nanoindentation of aluminium / A.M.Minor, S.S.Asif, Z.Shan, E.A.Stach, E.Cyrankowski, T.J.Wyrobek, O.L.Warren // Nature Materials. - 2006. - Т. 5 - № 9. - С. 697-702.

99. Ghisleni R. In situ SEM indentation experiments: Instruments, methodology, and applications / R.Ghisleni, K.Rzepiejewska-Malyska, L.Philippe, P.Schwaller, J.Michler // Microscopy Research and Technique. - 2009. - Т. 72 - № 3. - С. 242-249.

100. de Hosson J.T.M. Advances in transmission electron microscopy: in situ straining and in situ compression experiments on metallic glasses / J.T.M.de Hosson // Microscopy Research and Technique. - 2009. - Т. 72 - № 3. - С. 250-260.

101. Espinosa H. In situ TEM electromechanical testing of nanowires and nanotubes / H.D.Espinosa, R.Bernal, T.Filleter // Small. - 2012. - Т. 8 - № 21. - С. 3233-3252.

102. Jiang J. Measurement of geometrically necessary dislocation density with high resolution electron backscatter diffraction: Effects of detector binning and step size / J.Jiang, T.Britton, A.Wilkinson // Ultramicroscopy. - 2013. - Т. 125. - С. 1-9.

103. Li J. Atomistic mechanisms governing elastic limit and incipient plasticity in crystals / J.Li, K.J.van Vliet, T.Zhu, S .Yip, S.Suresh // Nature. - 2002. - Т. 418 - № 6895. - С. 307-310.

104. Lorenz D. Pop-in effect as homogeneous nucleation of dislocations during nanoindentation / D.Lorenz, A.Zeckzer, U.Hilpert, P.Grau, H.Johansen, H.S.Leipner // Physical Review B. - 2003. - Т. 67 - № 17. - С. 172101.

105. Biener M. Dislocation nucleation in bcc. Ta single crystals studied by nanoindentation / M.Biener, J.Biener, A.Hodge, A.Hamza // Physical Review B. - 2007.

- Т. 76 - № 16. - С. 165422.

106. Reuss A. Berechnung der FließYgrenze von Mischkristallen auf Grund der Plastizitätsbedingung für Einkristalle / A.Reuss // ZAMM. - 1929. - Т. 9 - № 1. - С. 4958.

107. Voigt W. Lehrbuch der Kristallphysik (mit Ausschluß der Kristalloptik) / W.Voigt

- BG Teubner, Berlin, Germany, 1928.

108. Meyers M. A. Mechanical Behavior of Materials / M.A.Meyers, K.K.Chawla -Cambridge University Press, Cambridge, UK, 2009.

109. Dai X. D. Extended Finnis-Sinclair potential for b.c.c. and f.c.c. metals and alloys / X.D.Dai, Y.Kong, J.H.Li, B.X.Liu // Journal of Physics: Condensed Matter. - 2006. -Т. 18 - № 19. - С. 4527-4542.

110. Li Y. Embedded-atom-method tantalum potential developed by the force-matching method / Y.Li, D.Siegel, J.Adams, X.-Y.Liu // Physical Review B. - 2003. - Т. 67 - № 12. - С. 125101.

111. Tramontina D. Molecular dynamics simulations of shock-induced plasticity in tantalum / D.Tramontina, P.Erhart, T.Germann, J.Hawreliak, A.Higginbotham, N.Park, R.Ravelo, A.Stukowski, M.Suggit, Y.Tang, J.Wark, E.Bringa // High Energy Density Physics. - 2014. - Т. 10. - С. 9-15.

112. Kimminau G. Phonon instabilities in uniaxially compressed f.c.c. metals as seen in molecular dynamics simulations / G.Kimminau, P.Erhart, E.M.Bringa, B.Remington, J.S.Wark // Physical Review B. - Т. 81 - № 9. - С. 092102.

113. Ziegenhain G. Pair vs many-body potentials: Influence on elastic and plastic behavior in nanoindentation of f.c.c. metals / G.Ziegenhain, A.Hartmaier, H.M.Urbassek // Journal of the Mechanics and Physics of Solids. - 2009. - T. 57 - № 9. - C. 15141526.

114. Vitek V. Intrinsic stacking faults in body-centred cubic crystals / V.Vitek // Philosophical Magazine. - 1968. - T. 73. - C. 773.

115. Duesbery M. Plastic anisotropy in b.c.c. transition metals / M.Duesbery, V.Vitek // Acta Materialia. - 1998. - T. 46 - № 5. - C. 1481-1492.

116. Mishin Y. Structural stability and lattice defects in copper: Ab initio, tight-binding, and embedded-atom calculations / Y.Mishin, M.J.Mehl, D.A.Papaconstantopoulos, A.F.Voter, J.D.Kress // Physical Review B. - 2001. - T. 63. - C. 224106.

117. Cao A. Shape memory effects and pseudoelasticity in b.c.c. metallic nanowires / A.Cao // Journal of Applied Physics. - 2010. - T. 108 - № 11. - C. 113531.

118. Hertz H. R., Ueber die Berührung fester elastischer Körper / H.R.Hertz // Journal für die Reine und Angewandte Mathematik. - 1882. - T. 92. - C. 156-171.

119. Vlassak J. J. Indentation modulus of elastically anisotropic half spaces / J.J.Vlassak, W.D.Nix // Philosophical Magazine A. - 1993. - T, 67 - № 5. - C. 10451056.

120. Vlassak J. J. Measuring the elastic properties of anisotropic materials by means of indentation experiments / J.J.Vlassak, W.Nix // Journal of the Mechanics and Physics of Solids. - 1994. - T. 42 - № 8. - C. 1223-1245.

121. Johnson K. L. Contact Mechanics / K.L.Johnson - Cambridge University Press, Cambridge, UK, 1985.

122. Luan B. The breakdown of continuum models for mechanical contacts / B.Luan, M.O.Robbins // Nature. - 2005. - T. 435 - № 7044. - C. 929-932.

123. Lee Y. Atomistic simulations of incipient plasticity under Al (111) nanoindentation / Y.Lee, J.Y.Park, S.Y.Kim, S.Jun, S.Im // Mechanics of Materials - 2005. - T. 37. - C. 1035.

124. Stukowski A. Extracting dislocations and non-dislocation crystal defects from atomistic simulation data / A. Stukowski, K.Albe // Modelling and Simulation in Materials Science and Engineering. - 2010. - Т. 18 - № 8. - С. 085001.

125. Ayachit U. The ParaView Guide: A Parallel Visualization Application / U.Ayachit - Kitware, NY, USA, 2015,

126. Schuh C. A. Quantitative insight into dislocation nucleation from high-temperature nanoindentation experiments / C.A.Schuh, J.K.Mason, A.C.Lund // Nature Materials. -

2005. - Т. 4 - № 8. - С. 617-621.

127. Kang K. Singular orientations and faceted motion of dislocations in body-centered cubic crystals / K.Kang, V.V.Bulatov, W.Cai // Proceedings of the National Academy of Sciences. - 2012. - Т. 109 - № 38. - С. 15174-15178.

128. Swadener J. G. The correlation of the indentation size effect measured with indenters of various shapes / J.G.Swadener, E.P.George, G.M.Pharr // Journal of the Mechanics and Physics of Solids. - 2002. - Т. 50 - № 4. - С. 681-694.

129. Remington B. A. Material dynamics under extreme conditions of pressure and strain rate / B.A.Remington, P.Allen, E.M.Bringa, J.Hawreliak, D.Ho, K.T.Lorenz, H.Lorenzana, J.M.McNaney, M.A.Meyers, S.W.Pollaine, K.Rosolankova, B.Sadik, M.S.Schneider, D.Swift, J.Wark, B.Yaakobi // Materials Science and Technology. -

2006. - Т. 22 - № 4. - С. 474-488. - 2006.

130. Cao P. Strain-rate and temperature dependence of yield stress of amorphous solids via a self-learning metabasin escape algorithm / P.Cao, X.Lin, H. S.Park // Journal of the Mechanics and Physics of Solids. - 2014. - Т. 68. - С. 239-250.

131. Warner D. Rate dependence of crack-tip processes predicts twinning trends in f.c.c. metals / D.Warner, W.Curtin, S.Qu // Nature Materials. - 2007. - Т. 6 - № 11. - С. 876881.

132. Ravelo R. Shock-induced plasticity in tantalum single crystals: Interatomic potentials and large-scale molecular-dynamics simulations / R.Ravelo, T.Germann, O.Guerrero, Q.An,B.L.Holian // Physical Review B. - 2013. - Т. 88 - № 13. - С. 134101.

133. Arsenlis A. Crystallographic aspects of geometrically-necessary and statistically-stored dislocation density / A.Arsenlis, D.Parks // Acta Materialia. - 1999. - T. 47 - № 5. - C. 1597-1611.

134. Gao H. Geometrically necessary dislocation and size-dependent plasticity / H.Gao, Y.Huang // Scripta Materialia. - 2003. - T. 48 - № 2. - C. 113-118.

135. Hua J. Determining burgers vectors and geometrically necessary dislocation densities from atomistic data / J.Hua, A.Hartmaier // Modelling and Simulation in Materials Science and Engineering. - 2010. - T. 18 - № 4. - C. 045007.

136. Durst K. Indentation size effect in metallic materials: correcting for the size of the plastic zone / K.Durst, B.Backes, M.Goken // Scripta Materialia. - 2055. - T. 52 - № 11. - C. 1093-1097.

137. Durst K. Indentation size effect in metallic materials: Modeling strength from popin to macroscopic hardness using geometrically necessary dislocations / K.Durst, B.Backes, O.Franke, M.Goken // Acta Materialia. - 2006. - T. 54 - № 9. - C. 2547-2555.

138. Chiu Y. L. A TEM investigation on indentation plastic zones in Ni3Al (Cr, B) single crystals / Y.L.Chiu, A.H.W.Ngan // Acta Materialia. - 2002. - T. 50 - № 10. - C. 26772691.

139. Casals O. Crystal plasticity finite element simulations of pyramidal indentation in copper single crystals / O.Casals, J.O^cenasek, J.Alcala // Acta Materialia. - 2007. - T. 55 № 1. - C. 55-68.

140. Casals O. Finite element crystal plasticity analysis of spherical indentation in bulk single crystals and coatings / O.Casals, S.Forest // Computational Materials Science. -2009. - T. 45 - № 3. - C. 774-782.

141. Yao W. Plastic material parameters and plastic anisotropy of tungsten single crystal: a spherical micro-indentation study / W.Yao, C.Krill, B.Albinski, H.C.Schneider, J.H.You // Journal of Materials Science. - 2014. - T. 49 - № 10. - C. 37053715.

142. Nix W. D. Indentation size effects in crystalline materials: A law for strain gradient plasticity / W.D.Nix, H.Gao // Journal of the Mechanics and Physics of Solids. - 1998. -T. 46 - № 3. - C. 411-425.

143. Abu Al-Rub R. K. Analytical and experimental determination of the material intrinsic length scale of strain gradient plasticity theory from micro-and nano-indentation experiments / R.K.Abu Al-Rub, G.Z.Voyiadjis // International Journal of Plasticity. -2004. - Т. 20 - № 6. - С. 1139-1182.

144. De Guzman M.S. The role of indentation depth on the measured hardness of materials / M.S.De Guzman, G.Neubauer, P.Flinn, W.D.Nix // Materials Research Society Symposium Proceedings. - 1993. - Т. 308. - С. 613.

145. Stelmashenko N. A. Microindentations on W and Mo oriented single crystals: an STM study / N.A.Stelmashenko, M.G.Walls, L.M.Brown, Y.V.Milman // Acta Metallurgica et Materialia. - 1993. - Т. 41 - № 10. - С. 2855-2865.

146. Kucharski S. Identification of plastic hardening parameters of metals from spherical indentation tests / S.Kucharski, Z.Mroz // Materials Science and Engineering: A. - 2001. - Т. 318 - № 1. - С. 65-76.

147. Faghihi D. Determination of nanoindentation size effects and variable material intrinsic length scale for body-centered cubic metals / D.Faghihi, G.Z.Voyiadjis // Mechanics of Materials. - 2012. - Т. 44. - С. 189-211.

148. Chang H-J. Multiscale modelling of indentation in f.c.c. metals: From atomic to continuum. / H-J.Chang, M.Fivel, D.Rodney, M.Verdier // Comptes Rendus Physique. -2010. - Т. 11. - С. 285.

149. Tiwari A. Nanomechanical Analysis of High Performance Materials / A.Tiwari -Springer, Berlin, Germany, 2014.

150. Knap J. An analysis of the quasicontinuum method / J.Knap, M.Ortiz // Journal of the Mechanics and Physics of Solids. - 2001. - Т. 49 - № 9. - С. 1899-1923.

151. Knap J. Effect of indenter-radius size on au (001) nanoindentation / J.Knap, M.Ortiz // Physical Review Letters. - 2003. - Т. 90 - № 22. - С. 226102.

152. Hasnaoui A. Interaction between dislocations and grain boundaries under an indenter-a molecular dynamics simulation / A.Hasnaoui, P.Derlet, H.Van Swygenhoven // Acta Materialia. - 2004. - Т. 52 - № 8. - С. 2251-2258.

153. Paul W. Minimum threshold for incipient plasticity in the atomic-scale nanoindentation of au (111) / W.Paul, D.Oliver, Y.Miyahara, P.H.Grutter // Physical Review Letters. - 2013. - Т. 110 - № 13. - С. 135506.

154. Zhurkov S. N. Kinetic concept of the strength of solids / S.N.Zhurkov // International Journal of Fracture. - 1984. - Т. 26. - № 4. - С. 295-307.

155. Daw M.S. Embedded-atom method: Derivation and application to impurities, surfaces, and other defects in metals / M.S.Daw, M.I.Baskes // Physical Review B. -1984. - Т. 29 - № 12. - С. 6443.

156. Gunkelmann N. Polycrystalline iron under compression: Plasticity and phase transitions / N.Gunkelmann, E.M.Bringa, K.Kang, G.J.Ackland, C.J.Ruestes, H.M.Urbassek // Physical Review B. - 2012. - Т. 86 - № 14. - С. 144111.

157. Zhu Y. Deformation twinning in nanocrystalline materials / Y.Zhu, X.Liao, X.Wu // Progress in Materials Science. - 2012. - Т. 57 - № 1. - С. 1-62.

158. Martinez J. A. Fitting empirical potentials: Challenges and methodologies / J.A.Martinez, D.E.Yilmaz, T.Liang, J.A.Martinez, D.E.Yilmaz, T.Liang, S.B.Sinnott,

5.R.Phillpot // Current Opinion in Solid State and Materials Science. - 2013. - Т. 17 - №

6. - С. 263-270.

159. Oluwajobi A. The Effect of Interatomic Potentials on the Molecular Dynamics Simulation of Nanometric Machining / A.Oluwajobi, X.Chen // International Journal of Automation and Computing. - 2011. - Т. 8 - № 3. - С. 331.

160. Embedded-atom method [Эл. ресурс]. Режим доступа: http://lammps. sandia. gov/doc/pair eam.html

161. Powell D. Elasticity, Lattice Dynamics and Parameterisation Techniques for the Tersoff Potential Applied to Elemental and Type III-V Semiconductors / D.Powell -University of Sheffield, UK, 2006.

162. 3-body Tersoff potential [Эл. ресурс]. Режим доступа: http://lammps.sandia.gov/doc/pair tersoff.html

163. Able K. Modeling of compound semiconductors: Analytical bond-order potential for Ga, As, and GaAs / K.Able, K.Nordlund, J.Nord, A.Kuronen // Physical Review B. -2002. - Т. 66. - С. 1-12.

164. Pettifor D. G. Bounded Analytic Bond-Order Potentials for s and p Bonds / D.G.Pettifor, I.I.Oleinik // Phys. Rev. Lett. - 2000. - Т. 84 - № 18. - С. 4124-4128.

165. Murdick D. A. Analytic bond-order potential for the gallium arsenide system / D.A.Murdick, X.W.Zhou, H.N.G.Wadley, D.Nguyen-Manh, R.Drautz, D.G.Pettifor // Physical Review B. - 2006. - Т. 73. - С. 1-6.

166. Murdick D. A. Molecular Dynamics Simulation of GaAs Molecular Beam Epitaxy / D.A.Murdick, X.W.Zhou, H.N.G.Wadley, R.Drautz, D.G.Pettifor // Mater. Res. Soc. Symp. Proc. - 2005. - Т. 859E. - С. 1-5.

167. Bond order potential [Эл. ресурс]. Режим доступа: http://lammps. sandia. gov/doc/pair bop.html

168. Pettifor D. G. Analytic bond-order potentials beyond Tersoff-Brenner. I. Theory / D.G.Pettifor, I.I.Oleinik // Phys. Rev. B. - 1999. - Т. 59. - С. 8487.

169. Stress tensor per atom [Эл. ресурс]. Режим доступа: http://lammps.sandia.gov/doc/compute stress atom.html

170. Shen S. Atomic-level Stress Calculation and Continuum-Molecular System Equivalence / S.Shen, S.N.Atluri // Computer Modeling in Engineering & Science -2004. - Т. 6 - № 1. - С. 92-93.

171. Plimpton S. Fast parallel algorithms for short-range molecular dynamics / S.Plimpton // Journal of Computational Physics. - 1995. - Т. 117 - № 1. - С. 1-19.

172. Todorov I. T. Dl_poly_3: new dimensions in molecular dynamics simulations via massive parallelism / I.T.Todorov, W.Smith, K.Trachenko, M.T.Dove // Journal of Materials Chemistry. - 2006. - Т. 16 - № 20. - С. 1911-1918.

173. Kilymis D. Nanoindentation studies of simplified nuclear glasses using molecular dynamics / D.Kilymis, J.-M.Delaye // Journal of Non-Crystalline Solids. - 2014. - Т. 401. - С. 147-153.

174. Mendelev M. I. Development of new interatomic potentials appropriate for crystalline and liquid iron / M.I.Mendelev, S.Han, D.J.Srolovitz, G.J.Ackland, D.Y.Sun, M.Asta // Philosophical Magazine. - 2003. - Т. 83. - С. 3977.

175. Mendelev M. I. Analysis of semi-empirical interatomic potentials appropriate for simulation of crystalline and liquid Al and Cu / M.I.Mendelev, M.Kramer, C.Becker, M.Asta // Philosophical Magazine. - 2008. - T. 88. - C. 1723.

176. Gao Y. Nanoindentation and nanoscratching of iron: Atomistic simulation of dislocation generation and reactions / Y.Gao, C.J.Ruestes, H.M.Urbassek // Composites and Materials Science. - 2014. - T. 90. - C. 232-240.

177. Ziegenhain G. Nanostructured surfaces yield earlier: Molecular dynamics study of nanoindentation into adatom islands / G.Ziegenhain, H.M.Urbassek // Physical Review

B. - 2010. - T. 81. - C. 155456.

178. Wagner R. Dislocation nucleation during nanoindentation of aluminum / R.Wagner, L.Ma, F.Tavazza, L.Levine // Journal of Applied Physics. - 2008. - T. 104 -№ 11. - C. 114311.

179. Fang T-H. Molecular dynamics analysis of temperature effects on nanoindentation measurement / T-H.Fang, C-I.Weng, J-G.Chang // Materials Science and Engineering: A. - 2003. - T. 357 - № 1. - C. 7-12.

180. Liu C.-L. Atomistic simulations of hard and soft films under nanoindentation / C.L.Liu, T.-H.Fang, J.-F.Lin // Materials Science and Engineering: A. - 2007. - T. 452. -

C. 135-141.

181. Goel S. Molecular dynamics simulation of nanoindentation of Fe3C and Fe4C / S.Goel, S.S.Joshi, G.Abdelal, A.Agrawal // Materials Science and Engineering: A. -2014. - T. 597. - C. 331-341.

182. Voter A. F. Hyperdynamics: Accelerated molecular dynamics of infrequent events / A.F.Voter // Physical Review Letters. - 1997. - T. 78. - C. 3908-3911.

183. Voter A. F. Parallel replica method for dynamics of infrequent events / A.F.Voter // Physical Review B. - 1998. - T. 57. - C. R13985-R13988.

184. Sorensen M. R. Temperature-accelerated dynamics for simulation of infrequent events / M.R.Sorensen, A.F.Voter // Journal of Chemical Physics. - 2000. - T. 112. - C. 9599.

185. Kim W. K. Accelerated molecular dynamics simulation of low-velocity frictional sliding / W.K.Kim, M.L.Falk // Modeling and Simulation in Materials Science and Engineering. - 2010. - Т. 18. - С. 034003.

186. Li Q. Speed dependence of atomic stick-slip friction in optimally matched experiments and molecular dynamics simulations / Q.Li, Y.Dong, D.Perez, A.Martini, R.W.Carpick // Physical Review Letters. - 2011. - Т. 106. - С. 126101.

187. Dargys A. Handbook on Physical Properties of Ge, Si, GaAs and InP / A.Dargys, J.Kundrotas - Science and Encyclopedia Publishers, Lithuania, 1994.

188. Poisson ratio and Young's modulus [Эл. Ресурс]. Режим доступа: https://www.memsnet.org/material/galliumarsenidegaasbulk

189. Gibbs J. W. Elementary Principles in Statistical Mechanics / J.W.Gibbs - Charles Scribner's Sons, N. Y., USA, 1902.

190. Stukowski A. Visualization and analysis of atomistic simulation data with OVITO-the Open Visualization Tool / A.Stukowski // Modelling Simul. Mater. Sci. Eng. - 2010.

- Т. 18. - С. 015012.

191. Sadat M. R. Atomic-scale dynamics and mechanical response of geopolymer binder under nanoindentation / M.R.Sadat, S.Bringuier, K.Muralidharan, G.Frantziskonis, L.Zhang // Computational Materials Science. - 2018. - Т. 142. - С. 227.

192. Prasolov N. D. Molecular dynamics simulations of GaAs-crystal surface nanoindentation / N.D.Prasolov, M.Yu.Krauchanka, L.M.Dorogin, H.K.Lipsanen, A.A.Gutkin, P.N.Brunkov // Университетский научный журнал. - 2017. - Т. 35. - С. 40-47.

193. Ugural A. C. Advanced Strength and Applied Elasticity / A.C.Ugural, S.K.Fenster

- Prentice Hall, USA, 2003.

194. Прасолов Н. Д. Моделирование с помощью молекулярной динамики низкотемпературной реконструкции поверхности (001) GaAs в процессе наноиндентирования / Н.Д.Прасолов, А.А.Гуткин, П.Н.Брунков // Физика и техника полупроводников. - 2019. - Т. 53 - № 10. - С. 1424-1426.

195. Прасолов Н. Д. Моделирование методами молекулярной динамики модификации поверхности кристалла GaAs при наноиндентировании зондом

атомно-силового микроскопа / Н.Д.Прасолов // Международная зимняя школа по физике полупроводников, 2017, Санкт-Петербург - Зеленогорск, 3-6 марта 2017 года: научные сообщения молодых ученых. - 2017. - С. 51.

196. LaBella V. P. Atomic Structure of the GaAs (001) - (2x4) Surface Resolved Using Scanning Tunneling Microscopy and First-Principles Theory / V.P.LaBella, H.Yang, D.W.Bullock, P.M.Thibado, P.Kratzer, M.Scheffler // Phys. Rev. Lett. - 1999. - Т. 83 -№ 15. - С. 2989.

197. LaBella V. P. Arsenic-rich GaAs (001) surface structure / V.P.LaBella, M.R.Krause, Z.Ding, P.M.Thibado // Surface Science Reports. - 2005. - Т. 60 - № 1. -С. 1-53.

198. Qian G.-X. First-principles study of the atomic reconstructions and energies of Ga-and As-stabilized GaAs (100) surfaces / G.-X.Qian, R.M.Martin, D.J.Chadi // Phys. Rev. B. - 1988. - Т. 38 - № 11. - С. 7649.

199. Murdick D. A. Modeling GaAs surfaces with interatomic potentials and electron counting / D.A.Murdick, X.W.Zhou, H.N.G.Wadley, D.Nguyen-Manh // J. Phys.: Condens. Matter. - 2005. - Т. 17. - С. 6123.

200. Основы работы сканирующего зондового микроскопа [Эл. Ресурс]. Режим доступа: https://www.ntmdt-si.ru/resources/spm-theory/theoretical-background-of-spm

201. Регель В. Р. Кинетическая природа прочности твердых тел / В.Р.Регель, А.И.Слуцкер, Э.Е.Томашевский // Успехи физических наук. - 1972. - Т. 106 - №2 2. - С. 193-228.

202. Журков С. Н. Изучение временной и температурной зависимости прочности / С.Н.Журков, Т.П.Санфирова // Физика твердого тела. - 1960. - Т. 2 - № 6. - С. 1033-1039.

203. Параметры зонда TESPA-V2 [Эл. Ресурс]. Режим доступа: https: //www. brukerafmprobes. com/p-3844-tespa-v2. aspx

204. Yu J. Role of tribochemistry in nanowear of single-crystalline silicon / J.Yu, S.H.Kim, B.Yu, L.Qian, Z.Zhou //ACS applied materials & interfaces. - 2012. - Т. 4 -№ 3. - С. 1585-1593.

205. Bhushan B. Nanotribology and nanomechanics / B.Bhushan // Wear. - 2005. - Т. 259 - № 7-12. - С. 1507-1531.

206. Song C. Maskless and low-destructive nanofabrication on quartz by friction-induced selective etching / C.Song, X.Li, S.Cui, H.Dong, B.Yu, M.Qian // Nanoscale research letters. - 2013. - Т. 8 - № 1. - С. 140.

207. Klehn B. Nanolithography with an atomic force microscope by means of vector-scan controlled dynamic plowing / B.Klehn, U.Kunze // Journal of applied physics. -1999. - Т. 85 - № 7. - С. 3897-3903.

208. Определение упругой константы кантилевера методом Thermal Tune [Эл. Ресурс]. Режим доступа: http ://www. nanophys. kth. se/nanophys/facilities/nfl/afm/fast-scan/bruker-

help/Content/Probe%20and%20Sample%20Guide/ThermalTune/ThermalTune.htm

209. Калибровка кантилеверов Bruker [Эл. Ресурс]. Режим доступа: https: //www. brukerafmprobes. com/images/product/specPDF/3242. pdf

210. Yang H. Force Drift in Force Mode Dip-Pen Nanolithography / H.Yang, C.Zhang, J.Zhang, D.Zhang, J.Hu, Z.Han, H.Wang, Z.Hou // Journal of Nanoscience and Nanotechnology. - 2016. - Т. 16 - № 7. - С. 7030-7036.

211. Marichev A. E. Development of the technology of manufacturing connecting elements in cascade photodetectors / A.E.Marichev, R.V.Levin, N.D.Prasolov, E.V.Kontrosh, B.V.Pushnyi // IOP Conf. Series: Journal of Physics: Conf. Series. - 2018. - Т.1038. - С. 012107.

212. Marichev A. E. New connecting elements for cascade photoelectric converters based on InP / A.E.Marichev, B.V.Pushnyi, R.V.Levin, N.M.Lebedeva, N.D.Prasolov, E.V.Kontrosh // IOP Conf. Series: Journal of Physics: Conf. Series. - 2018. - Т. 993. -С.012036.