Программно-аппаратные средства и алгоритмическая коррекция погрешностей измерений геометрических параметров наночастиц сканирующим туннельным микроскопом тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.11.16, доктор технических наук Шелковников, Евгений Юрьевич

• Шелковников, Евгений Юрьевич
• доктор технических наук
• 2008

Оглавление диссертации доктор технических наук Шелковников, Евгений Юрьевич

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСОВ ПРИМЕНЕНИЯ И ИССЛЕДОВАНИЯ

КЛАСТЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ

1.1. Кластерные материалы на основе ультрадисперсных частиц.

1.2. Обзор методов и измерительных средств для изучения УДЧ КМ.

1.2.1. Экспериментальные методы исследования поверхности твёрдых тел

1.2.2. Сканирующая туннельная микроскопия и спектроскопия

1.2.3. Обзор исследований, проведённых с использованием СТМ

1.2.4. Методы моделирования электронной структуры УДЧ КМ.

1.3. Анализ особенностей работы и требования, предъявляемые к СТМ для изучения УДЧ КМ.

1.4. Выводы, постановка цели и задач исследований.

ГЛАВА 2. ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИЗМЕРЕНИЙ

ПАРАМЕТРОВ ПОВЕРХНОСТИ ОБЪЕКТОВ В ТУННЕЛЬНОМ МИКРОСКОПЕ.

2.1. Анализ расчётных моделей для плотности тока туннельных переходов металл-изолятор-металл.

2.1.1 Обзор известных моделей В АХ туннельных переходов.

2.1.2 Модель ВАХ на основе приближения Вентцеля-Крамерса-Бриллюэна.

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

2.1.4 Численные исследования параметров туннельного перехода для разных моделей ВАХ.

2.1.5 Исследования параметров туннельного перехода в режиме постоянной плотности туннельного тока.

2.1.6 Сравнительный анализ погрешностей аппроксимации известных моделей ВАХ.

2.2. Численные исследования параметров сканирующего туннельного микроскопа.

2.2.1. Обоснование расчётных моделей острия с использованием его эмиссионных картин

2.2.2. Формирование туннельного тока между конусообразным остриём и подложкой

2.2.3. Определение туннельного тока между подложкой и конусообразным остриём со сферическим закруглением.

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

2.2.5. Методика построения СТМ-изображения нанообъектов для изучения пространственного разрешения микроскопа.

2.3. Электрофизическая интерпретация параметров наноструктуры поверхности в сканирующем туннельном микроскопе.

2.4. Основы методов расчета электронной структуры поверхности.

2.5. Методика построения теоретических СТМ-изображений ультрадисперсных частиц кластерных материалов.

2.5.1 Расчет данных теоретического СТМ-изображения.

2.5.2. Обработка полученной информации для нахождения топографических данных.

2.5.3. Первопринципные расчеты теоретических СТМ-изображений кластеров металлов, адсорбированных на поверхности пиролитического графита.

2.6. Выводы по главе

ГЛАВА 3. АНАЛИЗ ТОЧНОСТИ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ

НАНООБЪЕКТОВ И ВОССТАНОВЛЕНИЕ НАНОРЕЛЬЕФА ПОВЕРХНОСТИ ПО ЕЕ СТМ-ИЗОБРАЖЕНИЮ

3.1. Нахождение результирующей погрешности СТМ-измерений по образующим её частным погрешностям и меры по их уменьшению.

3.2. Количественное определение пространственного разрешения туннельного микроскопа.

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

3.4. Восстановление нанорельефа поверхностей по их СТМ-изображениям

ПЕРЕЧЕНЬ ОСНОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ

HOPG - highly oriented pyrolitic graphite (высоко ориентированный пироли-тический графит)

АРМ - автоматизированное рабочее место АСМ - атомно-силовая микроскопия АЦП - аналого-цифровой преобразователь АЭМ - автоэлектронный микроскоп БИ - блок интерфейса

БСЭ - бесконтактный считывающий элемент

БТХ-приближение - приближение Бардина-Терсоффа-Хаманна

БУ - блок управления

ВАХ - вольтамперная характеристика

ВВУ - высоковольтный усилитель

ВКБ-приближение - приближение Вентцеля-Крамерса-Бриллюэна

ВП - виброакустические помехи

ВУ - высоковольтный усилитель

ДУ - датчик ускорений

ДР - дифракционная решетка

ДУ - дифференциальный усилитель

ЗИ - зондирующая игла

30 - зондирующее острие

ЗТН - задатчик туннельного напряжения

ЗТТ - задатчик туннельного тока

ИГ - измерительная головка

ИИ - измерительная информация

ИМ - ионный микроскоп

ИН - интегратор

К - контроллер

КМ - кластерный материал

КО - конусообразное остриё

КОС - конусообразное остриё с вписанной при его вершине сферой

КП - кинематическая пара

КР - кристаллическая решетка

ЛКАО - линейная комбинация атомных орбиталей

ЛППВ - линейная присоединенная плоская волна

ЛУ - логарифмический усилитель

МИМ - металл-изолятор-металл

МИПП - массово-инерционный привод сближения

ММД - метод молекулярной динамики

МО - молекулярная орбиталь

МРТИ - модуль расчета топографической информации

МСЭ - модель свободных электронов

МФД - модуль формирования данных

НСБА - низковольтная аппроксимация средним ПБ

ОБ - образец

ООС - отрицательная обратная связь

ОП - объект перемещений

ПБ - потенциальный барьер

ПГ - пьезопривод грубого подвода

ПД - пьезодвигатель

ПИ - пропорционально-интегральный

ПИД-регулятор - пропорционально-интегрально-дифференциальный ре1улятор

ПИМ - полевой ионный микроскоп

ПМ - привод микроперемещений

ПНА - простая низковольтная аппроксимация

ПО - программное обеспечение

ПП - пьезопреобразователь

ПР - пространственное разрешение

ПРЭМ - просвечивающий растровый электронный микроскоп ПС - пьезосканер

ПСВ - подсистема визуализации

ПСВВ - подсистема ввода-вывода

ПСФИ - подсистема фильтрации и измерений

ПТ - пьезопривод точного подвода

ПТН - преобразователь ток-напряжение

ПФ - полосовой фильтр

РУ - развёртывающее устройство

РЭМ - растровый электронный микроскоп

СБА - аппроксимация средним ПБ

СВ - система виброзащиты

СЗМ - сканирующая зондовая микроскопия

СОС - система обратной связи

СП - сигнальный процессор

СТМ - сканирующий туннельный микроскоп

ТТ - туннельный ток

У - усилитель

УДЧ - ультрадисперсные частицы

УНТ - углеродная нанотрубка

УУ - устройство управления

ФКМ - фазоконтрастный микроскоп

ФНЧ - фильтр низких частот

ЦАП - цифро-аналоговый преобразователь

ЦСП - цифровой сигнальный процессор

ЦСТМ - цифровой СТМ

ЭКЛ - электронный конусный луч

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Программно-аппаратные средства и алгоритмическая коррекция погрешностей измерений геометрических параметров наночастиц сканирующим туннельным микроскопом»

Актуальность темы связана с высокой значимостью комплексной измерительной информации (ИИ) о геометрических параметрах безлигандных металлических наночастиц (ультрадисперсных частиц с размерами 1-100 нм) для создания кластерных материалов (КМ) с прогнозируемыми сочетаниями механических и физико-химических свойств. Материалы на основе ультрадисперсных частиц (УДЧ) обладают обусловленными наноразмерным эффектом принципиально новыми механическими, магнитными, каталитическими и другими физико-химическими свойствами. Все более широкое применение УДЧ в наноиндустрии ставит проблему контроля их геометрических параметров в ряд наиболее актуальных.

Корректное определение характеристик УДЧ зависит от качества, достоверности и полноты ИИ. Поэтому в нанометровом масштабе измерений (когда само понятие «размер наночастицы» становится квантовомеханическим) выбор метода измерения геометрических параметров УДЧ является чрезвычайно важным. Особенности измерения любого физического параметра УДЧ связаны с преобразованием энергии, благодаря которому измеряемая величина становится доступной для восприятия, интерпретации и моделирования. Понятие «волновой прибор» для изучения УДЧ включает в себя все измерительные приборы, в которых первичный волновой пакет (электромагнитное излучение или поток частиц) падает на объект. В зависимости от характера изменений параметров волнового пакета в результате его взаимодействия с объектом наблюдают абсорбцию, преломление, рассеяние света, дифракцию, интерференцию, туннели-рование электронов и т.д.

Полнота анализа искажений волнового пакета задается как экспериментальными возможностями, так и целью исследования. Характер процесса взаимодействия волнового пакета и исследуемого объекта определяется, в основном, соотношением между длиной волны излучения и размером объекта. Если размеры объекта велики по сравнению с длиной волны, то преобладают процессы абсорбции и преломления; в противном случае имеют место дифракция и рассеяние. В основе действия современного волнового прибора - сканирующего туннельного микроскопа (СТМ) - лежит квантовый эффект, заключающийся в способности электронов туннелировать сквозь достаточно узкий потенциальный барьер, ширина которого сопоставима с длиной волны де Бройля электронов. СТМ можно рассматривать как сочетание трех концепций - сканирования, туннелирования и локального зондирования. Следует отметить, что по своей физической сущности СТМ-изображения при малых туннельных напряжениях представляют собой изоповерхности плотности электронных состояний в окрестности энергии Ферми. В то же время важнейшие параметры топографии поверхности УДЧ - размеры и нанопрофиль - имеют такую же физическую природу, так как образованы теми же электронными состояниями поверхности Ферми, локализованными в окрестности УДЧ. Именно поэтому СТМ позволяет наиболее точно из всех известных приборов прямым неразрушающим способом измерять истинные геометрические параметры УДЧ.

Контроль геометрических параметров УДЧ имеет большое значение для обеспечения определенных свойств наноматериалов. Использование СТМ для такого контроля существенно повышает требования к его характеристикам, что обусловлено, прежде всего, массовым характером проводимых измерений.

Технология сбора статистической информации о параметрах частиц подразумевает быстрый первоначальный поиск этих частиц на поверхности образца, а затем последовательное определение параметров каждой частицы. При этом СТМ должен функционировать не как исследовательский, а как измерительный прибор промышленного назначения. Это может потребовать быстрого (автоматического) изменения параметров СТМ в зависимости от условий измерений, автоматического определения и предотвращения внештатных ситуаций.

С появлением специализированных вычислительных устройств — сигнальных процессоров (СП) расширились возможности создания цифровой системы управления СТМ. Это позволяет программно модифицировать алгоритмы работы и конфигурацию СТМ, расширить области его возможного применения (электрохимический, воздушный, гибридный СТМ), а также упростить настройку на различные методики измерений (посредством изменения алгоритмов работы управляющей части). Учитывая постоянный прогресс в цифровой системотехнике, в настоящее время актуальным становится создание интеллектуального СТМ, обладающего гибкой конфигурацией и возможностью его автоматической адаптации к конкретным задачам исследования УДЧ КМ.

Получение ИИ об УДЧ КМ с помощью СТМ требует проведения исследований как с относительно невысоким, так и с атомарным разрешением. Очевидно, что исследования должны выполняться без замены сканирующего устройства (пьезосканера) невысокого разрешения на сканирующее устройство высокого разрешения, поскольку при такой замене теряется «привязка» сканирующего устройства к координатам обнаруженных частиц. Другим случаем, когда замена сканирующего устройства недопустима, является последовательное изучение топографии УДЧ КМ сначала на воздухе, затем в капле жидкости (например, при исследовании влияния процесса коррозии на поверхность новых материалов на основе УДЧ). В результате возникает необходимость в создании универсальной измерительной головки, позволяющей без смены иглы и пьезосканера осуществлять изучение поверхности в различных средах с различным разрешением. Очевидно, что при этом к эксплутационным и метрологическим характеристикам пьезоэлектрических устройств и измерительных игл универсальной измерительной головки предъявляются повышенные требования.

Использование в универсальной головке многосекционных сканеров, имеющих отдельные секции для исследований с высоким и невысоким разрешением, затруднено по двум причинам. Первая - сложность изготовления, вторая - затрудненность согласования по точности и диапазону перемещений привода образца и секции высокого разрешения сканера. Устранение этих причин требует разработки специализированных пьезоустройств повышенной сложности и технологий их изготовления, обеспечивающих достижение заданных характеристик. При этом для использования усложненных механических конструкций следует предусмотреть дополнительные элементы виброакустической, электромагнитной и электростатической защиты СТМ.

Основные проблемы в области изготовления игл для СТМ заключаются в следующем. Для изготовления платиново-иридиевых игл обычно применяют метод механического среза (совмещенного с вытягиванием и разрывом места среза). При этом плохая воспроизводимость формы острия таких игл («скрученность)» затрудняет их применение для изучения микроучастков поверхности с резкими перепадами высот. Все это делает актуальной задачу создания конусообразных зондирующих игл (ЗИ) с острием стабильной макроскопической формы, завершающимся атомарным микровыступом. Наиболее часто для создания используемых в СТМ вольфрамовых ЗИ используется процесс электрохимического травления металлических заготовок цилиндрической формы, однако сопутствующая такому травлению электрохимическая полировка кончика острия, без его «атомарной заточки» на специальном технологическом оборудовании, не позволяет получить требуемое разрешение СТМ. Другими факторами, сдерживающими применение туннельного микроскопа для изучения УДЧ, являются ухудшение его пространственного разрешения и искажения СТМ-изображений при сканировании неровностей нанорельефа УДЧ, сравнимых с размерами рабочей части острия иглы (минимальный радиус закругления кончика острия составляет ~10нм). Эти искажения связаны с тем, что реальное острие в отличие от идеального (представляемого отрезком прямой линии) взаимодействует с поверхностью нанообъекта не одной, а различными точками. Кроме того, в точке контакта считывающим элементом СТМ является не ЗИ, а электронный конусный луч, обеспечивающий через туннельный зазор бесконтактный неразрушающий съем измерительной информации, при этом формируемое СТМ-изображение является в окрестности точки контакта сверткой (конволюцией) аппаратной функции растекания тока острия ЗИ и рельефа поверхности УДЧ. Поэтому для усовершенствования технологии изготовления атомарно острых конусообразных ЗИ с минимальным радиусом закругления острия и тонкой рабочей частью возникает необходимость моделирования процесса образования микровыступов с определением их характерной топологии. Кроме того, возрастает важность методов восстановления истинного нанопро-филя исследуемой поверхности УДЧ.

Таким образом, создание надёжного прецизионного измерительного инструмента на базе СТМ для изучения КМ является актуальной проблемой. Для её решения необходимы исследования метрологических характеристик СТМ, разработка и внедрение программно-аппаратных средств, направленных на повышение точности ИИ, её информативности, достоверности, обработки, визуализации и интерпретации.

Цель работы состоит в разработке научно обоснованных технических и методических решений, внедрение которых вносит значительный вклад в создание на базе сканирующего туннельного микроскопа средств измерения геометрических параметров ультрадисперсных частиц кластерных материалов на основе построения математических моделей протекания туннельного тока в системе игла-подложка, системного анализа измерительной информации, исследования структуры и конструкции интеллектуального цифрового СТМ, совершенствования технологии изготовления атомарно острых зондирующих игл и методик восстановления СТМ-изображений, что будет способствовать созданию новых перспективных кластерных материалов.

Для реализации поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

- создание и обоснование расчётной модели для анализа туннельного тока;

- исследование влияния характеристик туннельного перехода зондирующая игла- подложка на измерения параметров УДЧ, теоретический расчет СТМ-изображений для ряда наиболее используемых УДЧ КМ;

- анализ погрешностей определения параметров микрорельефа поверхности туннельным микроскопом;

- разработка технологии изготовления измерительных игл с повышенной жесткостью острия и с устранением процесса его электрополировки в момент перетравливания заготовки;

- создание расчетной модели для описания процесса изготовления иглы методом химического травления;

- разработка расчетной модели для описания формирования микротопологии острия в месте разрыва «шейки» заготовки иглы при ее изготовлении методом химического травления;

- создание методики атомарного заострения зондирующих игл непосредственно в СТМ (in situ);

- разработка методик восстановления СТМ-изображений, исключающих их искажения, возникающие при сканировании неровностей нанорельефа поверхности, сравнимых с размерами рабочей части острия иглы;

- создание конструкции прецизионной адаптивной измерительной головки для решения задач обнаружения УДЧ и контроля их дисперсности, а также конструкции и технологии изготовления пьезосканеров с улучшенными метрологическими характеристиками и высокоточного инерционного пьезопривода образца;

- разработка программно-аппаратного обеспечения цифрового интеллектуального СТМ для получения измерительной информации о параметрах УДЧ;

- создание автоматизированного рабочего места оператора с улучшенной защитой от акустических и электромагнитных воздействий для изучения УДЧ методами сканирующей туннельной микроскопии, а также средств программно-аппаратурной диагностики универсальной измерительной головки СТМ.

Объектом исследования является СТМ для изучения УДЧ КМ, а также зондирующая игла и программно-аппаратные средства для выделения, обработки и визуализации измерительной информации.

Предметом исследования являются математические модели зондирующей иглы и химического процесса ее изготовления, модели для плотности тока ЗИ - подложка, алгоритмы решения измерительных задач, программно-аппаратное обеспечение СТМ.

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

Достоверность изложенных положений работы подтверждается результатами экспериментальных исследований, а также опубликованными научными трудами, патентами РФ на изобретения. Достоверность и обоснованность полученных в работе научно-технических результатов и выводов обеспечивается применением апробированного математического аппарата и математически обоснованных численных методов при решении поставленных задач, основывается на данных натурных испытаний, использовании аттестованных измерительных средств, согласованности расчетных и экспериментальных данных.

На защиту выносятся результаты исследования по созданию математических моделей протекания туннельного тока в системе игла - подложка, системного анализа измерительной информации, разработки структуры и конструкции интеллектуального цифрового СТМ, совершенствования технологии изготовления атомарно острых зондирующих игл и методик восстановления СТМ-изображения:

- методы повышения информативности и достоверности СТМ-изображений, основанные на исследовании влияния различных конструктивных параметров СТМ и зондирующего острия на величину туннельного тока и пространственное разрешение СТМ;

- технология изготовления высокожестких атомарно острых зондирующих игл; технология подразумевает сочетание электрохимического и химического перетравливания заготовок игл в специально созданном химическом растворе;

- метод исследования непроводящих и проводящих образцов туннельным микроскопом, основанный на использовании реплики поверхности с последующим восстановлением реконструкцией реального микрорельефа поверхности на основе совмещения прямого и инвертированного СТМ-изображений;

- принципы построения интеллектуального цифрового СТМ, предназначенного для исследования и контроля параметров УДЧ;

- методы и алгоритмы исследования УДЧ, включающие построение теоретических изображений различных нанообъектов, методы адаптивного сканирования, фильтрации и обработки СТМ-изображений.

Научная новизна. Впервые проведены комплексные исследования, направленные на создание и развитие средств и методик измерения геометрических параметров ультрадисперсных частиц кластерных материалов сканирующим туннельным микроскопом, в ходе которых:

- разработан основополагающий принцип построения интеллектуального цифрового СТМ (ЦСТМ) для изучения УДЧ с управлением параметрами пропорционально-интегрирующего-дифференцирующего (ПИД) регулятора в зависимости от микрорельефа поверхности и величины измеряемого туннельного тока, предложена универсальная термокомпенсированная измерительная головка с многосекционным сканером, быстродействующим высокоточным шаговым пьезоприводом с компенсацией силы трения, создан контрольно-испытательный комплекс с улучшенной защитой от акустических и электромагнитных воздействий для измерения параметров УДЧ методами сканирующей туннельной микроскопии;

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

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

- созданы методика и алгоритм восстановления исследуемой поверхности по ее топографическому СТМ-изображению с учетом растекания токов и реальной формы зондирующего острия; приведены результаты восстановления различных поверхностей нанообъектов;

- предложен метод исследования микрорельефа как проводящих, так и непроводящих поверхностей образцов твердых тел, включающий формирование проводящей реплики исследуемой поверхности, сканирование этой реплики туннельным микроскопом с одной стороны, а затем с обратной - этой же иглой, но зеркально развернутой в плоскости сканирования, совмещение прямого и инвертированного обратного СТМ-изображений, реконструкцию реальной поверхности путем сравнения углов наклона касательных в соответствующих точках обеих СТМ-профилограмм;

- предложена исключающая электрополировку технология изготовления игл, в которой переход от электрохимической к химической обработке осуществляется непосредственно перед моментом перетравливания «шейки» иглы, а окончательное перетравливание «шейки» осуществляется химическим способом;

- разработаны модель и методика численного моделирования протекания процессов химического травления игл на основе уравнений гидродинамики и уравнений химической кинетики; установлены оптимальные параметры «шейки» заготовки иглы в момент перехода от электрохимической к химической обработке заготовки;

- предложена методика расчета разрыва «шейки» заготовки ЗИ СТМ методами молекулярной динамики. Показано, что разрыв «шейки» и образование микротопологии острия, пригодной для дальнейшего атомарного заострения с использованием полевых методов, происходят при определенном весе и колебаниях нижней части заготовки ЗИ;

- создана концепция сочетания адаптивных методов сканирования поверхности, в которой при обнаружении частиц используется нелинейное адаптивное сканирования с регулированием скорости сканирования, а при измерении их параметров линейное адаптивное сканирование с управлением параметрами ПИД-регулятора положения ЗИ; создана методика настройки параметров ПИД-регулятора с оценкой переходного процесса ЦОС по установившейся величине туннельного тока;

- разработаны алгоритмы реализации измерений параметров УДЧ КМ, предложен алгоритм фильтрации СТМ-изображения с рассечением горизонтальными плоскостями; создана методика моделирования СТМ-изображения для зондирующей иглы с остриём различной конфигурации, разработан программно-методический комплекс в виде программного пакета 8ТМ-\\^5 для обработки и визуализации измерительной информации;

- создано автоматизированное рабочее место оператора с многоступенчатой защитой от акустических и электромагнитных воздействий для изучения УДЧ методами сканирующей туннельной микроскопии. Разработаны методы и средства технической диагностики пьезоустройств, основанные на серийно выпускаемых средствах измерений.

Практическая ценность работы определяется ее прикладной направленностью, ориентированной на использование полученных результатов при разработке новых методов и средств контроля в сканирующей туннельной микроскопии.

На основе теоретических и экспериментальных исследований созданы методологические основы повышения информативности измерительных средств СТМ для изучения УДЧ кластерных материалов, получены рекомендации по построению структуры интеллектуального ЦСТМ на базе сигнального процессора.

Разработанная технология изготовления атомарно острых игл с последовательным переходом от электрохимического к химическому травлению позволяет исключить электрополировку кончика игл и повысить разрешающую способность СТМ.

Предложенная методика контроля остроты игл путем измерения эмиссионного тока позволяет осуществлять контроль непосредственно в процессе заточки иглы в СТМ. Создана комплексная методика восстановления поверхностей нанообъектов по их СТМ-изображениям с учетом растекания туннельного тока и конкретных формы и размеров зондирующего острия.

Новый метод изучения микрорельефа поверхности с применением проводящей реплики позволяет исследовать как проводящие, так и непроводящие УДЧ.

Создан интеллектуальный ЦСТМ, разработан ряд алгоритмов решения измерительных задач СТМ в различных постановках для изучения ультрадисперсных частиц. Проведенные теоретические и экспериментальные исследования позволили решить задачу создания измерительного инструмента на базе СТМ для изучения УДЧ.

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

Работа выполнялась в соответствии с планами госбюджетной НИР, проводимой ИПМ УрО РАН и выполненной по постановлению ГКНТ №811 от 28.8.90 (1990-2000): «Разработка программно-аппаратных средств и методика изучения КМ на базе СТМ»; НИР, выполненных УДГУ в рамках научной программы «Университеты России - фундаментальные исследования»: «Разработка программно-аппаратных средств и исследование связей атомной структуры, электронного строения и химического состава с целью оптимизации электрофизических характеристик реконструированных поверхностей» (1995-1997) и «Разработка и исследование новых методов сканирующей туннельной микроскопии» (1998-1999), а также по проекту фундаментальных исследований, выполняемых в УрО РАН совместно с СО и ДВО РАН в 2006-2007г. на тему:

Теория и технология формирования атомарно острых зондирующих острий сканирующего туннельного микроскопа».

Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на: I Международной конференции «Датчики электрических и неэлектрических величин» (Барнаул, 1993); научно-технической конференции «Учёные ИжГТУ - производству» (Ижевск, 1994); международной научно-практической конференции «Пьезотехника - 94» (Томск, 1994); III Международной конференции «Измерения, контроль и автоматизация производственных процессов» (Барнаул, 1994); II Международной конференции «Датчики электрических и неэлектрических величин» (Барнаул, 1995); научно-технической конференции «Современные проблемы внутренней баллистики РДТТ» (Ижевск, 1996); IV Международной конференции «Измерения, контроль и автоматизация производственных процессов» (Барнаул, 1997); семинарах научно-молодёжной школы «Информационно-измерительные системы на базе наукоёмких технологий» (по Целевой Федеральной Программе «Интеграция», проект №864, Ижевск, 1997-1998); семинаре научно-молодёжной школы «Кластерные системы и материалы» (Центр «Интеграция», Ижевск, 1997); II Международной конференции по внутрикамерным процессам и горению (Москва -С.Петербург, 1997), 5-й Российской университетско-академической научно-практической конференции (Ижевск, 2001), международной научно-технической конференции, посвященной 50-летию ИжГТУ (Ижевск, 2002), трех научно-технических конференциях «Приборостроение в XXI веке. Интеграция науки, образования и производства» (Ижевск, 2003, 2006, 2007), международной конференции «Синергетические системы» (Улан-Удэ, 2002), двух международных конференциях «Зондовая микроскопия-2003,2004» (Нижний Новгород), шестой международной научно-технической конференции «Измерения, контроль, информатизация» (Барнаул, 2006), III Международной конференции «Технические университеты: интеграция с европейскими и мировыми системами образования» (Ижевск, 2008), трех научно-технических конференциях «Виртуальные и интеллектуальные системы» (Барнаул, 2006-2008).

Публикации. Основное содержание диссертационной работы отражено в 101 публикации, в том числе: 1 монографии; 9 патентах РФ; 1 свидетельстве об официальной регистрации программы для ЭВМ. Автор имеет 23 публикации в изданиях, выпускаемых в РФ и рекомендуемых ВАК для публикации основных результатов диссертаций на соискание ученой степени доктора наук.

Структура и объем работы определяются общим замыслом и логикой проведения исследований. Диссертация содержит введение, 6 глав и заключение, изложенные на 383 с. машинописного текста. В работу включены 176 рис., 3 табл., список литературы из 371 наименований и приложение.

Заключение диссертации по теме «Информационно-измерительные и управляющие системы (по отраслям)», Шелковников, Евгений Юрьевич

6.6. Выводы по главе 6

1. Создан программный пакет СТМ-\¥5, обеспечивающий получение измерительной информации с применением СТМ для изучения УДЧ КМ, цифровую обработку первичного СТМ-изображения, построение реалистической модели микрорельефа исследуемой поверхности и гибкую настройку параметров визуализации, построение и обработку теоретических СТМ-изображений.

2. Исследованы возможности применения аппарата прогнозирования с целью создания методов интеллектуального управления СТМ. Показано, что применение полинома первой степени при интервале прогнозирования, равном интервалу равномерной дискретизации СТМ-изображения в направлении кадровой развертки, позволяет получать наиболее достоверные прогнозные оценки высоты рельефа поверхности.

3. Разработаны методы сканирования поверхности, основанные на изменении параметров развертки и параметров системы регулирования туннельного промежутка в зависимости от данных прогноза. Реализация операции логарифмирования посредством вычислений в сигнальном процессоре позволяет устранить влияние нелинейности аналоговых логарифмирующих преобразователей на достоверность СТМ-изображений.

4. Созданы методы защиты острия СТМ от повреждений, включающие процедуру сближения с повышенным напряжением на туннельном промежутке, а также применение аппарата прогнозирования для предотвращения острия с поверхность в процессе сканирования. Ток полевой эмиссии через калиброванный туннельный зазор в случае затупления острия иглы СТМ становится значительно меньше, что используется в качестве информационного признака в подсистеме СП контроля остроты зондирующего острия.

5. Предложен новый эффективный алгоритм фильтрации СТМ-изображения с рассечением горизонтальными плоскостями для удаления шу

348 мовых составляющих малой площади или ширины.

6. Разработан ряд алгоритмов решения измерительных задач в различных постановках для изучения КМ, позволяющих достаточно точно и с известной погрешностью получать информацию о параметрах микрорельефа поверхности УДЧ в нанометровом диапазоне.

7. Созданы алгоритмы поворота, масштабирования и сдвига теоретических СТМ-изображений с использованием метода наименьших квадратов. Проведен анализ погрешностей расчета теоретических СТМ-изображений путем сравнения теоретических и экспериментальных данных.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В работе разработаны и теоретически обобщены научно-обоснованные технические и методические решения, внедрение которых вносит значительный вклад в ускорение научно-технического прогресса в создание и развитие теории, программно-аппаратных средств и методики измерений геометрических параметров ультрадисперсных частиц кластерных материалов сканирующим туннельным микроскопом на основе построения математических моделей протекания туннельного тока в системе игла-подложка, процесса изготовления игл методом химического травления, поверхности атомарных микровыступов игл, СТМ-изображений УДЧ.

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

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

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

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

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

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

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

8. С помощью пакета квантово-химических расчетов GAMESS выполнены первопринципные самосогласованные численные расчеты поверхностной электронной структуры ультрадисперсных частиц кластерных материалов. Разработана методика получения теоретических СТМ-изображений, найденных виртуальным сканированием атомарными микровыступами иглы (с применением метода ММД). Получены теоретические «токовые» и топографические изображения поверхностной электронной плотности, которые могут быть использованы для контроля экспериментальных изображений наноструктуры поверхности частиц в СТМ-исследованиях. Проведены модельные эксперименты по изучению адсорбированных состояний ряда ультрадисперсных частиц кластерных материалов на химически инертной поверхности пиролитического графита.

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

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

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

12.Рассмотрены причины аппаратных искажений СТМ-изображений: конечный размер рабочей части острия 30 и конусообразная форма пучка тунне-лирующих электронов от 30 к исследуемой поверхности. Показано, что формируемое СТМ-изображение является пространственной сверткой АФ ЗО и рельефа поверхности, в результате чего микрорельеф поверхности сглаживается. Разработаны методика и алгоритм компьютерного формирования СТМ-изображения с учетом конкретных формы и размеров ЗО, а также эффекта «размытия» его точки и, таким образом, создан инструмент для дальнейших теоретических и экспериментальных исследований геометрических параметров микрорельефа поверхности ультрадисперсных частиц методами сканирующей туннельной микроскопии.

13.Проведен сравнительный анализ известных методов восстановления СТМ-изображений, искаженных влиянием конечной апертуры ЗО. Показано, что недостатком методов является недостаточная точность, так как они учитывают только то, что в процессе сканирования в разных точках исследуемой поверхности туннельный контакт происходит с различными участками ЗО, либо то, что электроны туннелируют от 30 к поверхности расходящимся пучком. Предложена комплексная методика восстановления поверхностей нанообъек-тов по их СТМ-изображениям с учетом растекания токов и конкретных формы и размеров ЗО. Созданы алгоритм и программное обеспечение для реализации предложенной методики. Проведено ее тестирование путем решения задачи восстановления геометрии нанообъектов, при этом результаты тестирования показали высокую эффективность разработанного алгоритма восстановления СТМ-изображений. Данная методика применяется при обработке СТМизображений поверхностей нанообъектов и является инструментом для исследований ультрадисперсных частиц наноматериалов.

14.Предложен метод исследования микрорельефа как проводящих, так и непроводящих поверхностей образцов твердых тел. Метод включает формирование проводящей реплики исследуемой поверхности, сканирование этой реплики туннельным микроскопом с одной стороны, а затем с обратной - этой же иглой, но зеркально развернутой в плоскости сканирования, совмещение прямого и инвертированного обратного СТМ-изображений, реконструкцию реальной поверхности путем сравнения углов наклона касательных в соответствующих точках обеих СТМ-профилограмм. Технический результат - упрощение процесса реконструкции реальной поверхности исследуемого образца по СТМ-профилограммам, повышение ее точности, а также возможность использования сканирующего туннельного микроскопа для исследования как проводящих, так и непроводящих поверхностей.

15.Создана модель процесса изготовления игл методом химического травления. Проведены численные исследования этой модели, получены рекомендации по формированию малого радиуса и заданного профиля зондирующего острия.

16. Создана методика молекулярно-динамического расчета разрыва «шейки» заготовки ЗИ СТМ. Показано, что одновременное действие колебаний нижней части заготовки ЗИ и действие ее оптимального веса приводят к разрыву «шейки» и образованию микротопологии острия (пригодной для дальнейшего атомарного заострения с использованием полевых методов), при этом длина (масса) и диаметр «шейки» оказывают значительное влияние на характер микровыступов получаемых острий: более острые зондирующие иглы могут быть получены при использовании заготовок с более длинной (массивной) нижней частью, а также при утоныпении «шейки» до величин порядка 60А. Разработана модель поверхности острия иглы при ее изготовлении электрохимическим методом.

17.Разработаны методика и технология изготовления атомарно острых игл с последовательным переходом от электрохимического к химическому травлению, позволяющая исключить электрополировку кончика игл и повысить разрешающую способность СТМ. Установлен оптимальный химический состав для травления вольфрамовых игл по данной методике (смесь 10 % КОН и 10 % K3Fe(CN)6 в соотношении 1:6 соответственно).

18.Предложено наклонное расположение заготовок игл для определения момента отрыва заготовки по началу колебательного движения. Разработаны оптические средства регистрации этого движения. Для изготовления игл в большом объеме электролита предложено осуществлять травление на границе раздела двух сред - нейтрального СС14 в донной части ячейки и смеси КОН с K3Fe[(CN)6] в верхней.

19.Предложена методика контроля атомной остроты зондирующих ост-рий в процессе их заточки полевым испарением путем измерения эмиссионного тока. Разработана технология атомарного заострения зондирующих игл непосредственно в СТМ (in situ).

20.Обосновано применение (в СТМ для контроля дисперсности УДЧ КМ) и разработаны конструкции многосекционного пьезосканера, комбинированного пьезоэлектрического - электродинамического привода образца и многоступенчатой системы виброакустической, электростатической и электромагнитной защиты. Установлены основные особенности, касающиеся технологии изготовления данных устройств. Разработана конструкция универсальной термоком-пенсированной измерительной головки СТМ с многосекционным сканером, быстродействующим высокоточным шаговым пьезоприводом, разработана методика уменьшения шага высокоточного пьезопривода посредством компенсации силы трения скольжения с помощью вспомогательного пьезоэлемента, связанного с перемещаемым объектом.

21. Создано программно-аппаратурное обеспечение интеллектуального измерительного цифрового СТМ на базе сигнального процессора для получения информационных сигналов микроскопа о состоянии исследуемой поверхности в режимах постоянного туннельного тока, постоянной высоты зондирующей иглы, модуляции туннельного зазора, снятия его ВАХ.

22. Разработан алгоритм адаптивного сканирования поверхности, использующий прогнозную строку СТМ-изображения для выделения квазилинейных участков поверхности, протяженность которых определяет интервал дискретизации СТМ-изображения, а прогнозируемый перепад высоты рельефа поверхности на ЮТУ - величину приращения ЦАП строчной развертки. Испытания алгоритма показали, что он позволяет сократить количество измерений при сканировании поверхности в -2.5 раза, а продолжительность сканирования в ~3 раза.

23.Предложен алгоритм адаптивного линейного сканирования в режиме измерения параметров УДЧ, использующий прогнозирование рельефа поверхности для управления параметрами ПИД-регулятора в зависимости от полученного прогноза. Разработана методика настройки параметров ПИД-регулятора с оценкой характера (колебательный-асимптотический) переходного процесса ЦОС.

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

25.Предложен новый эффективный алгоритм фильтрации СТМ-изображения с рассечением горизонтальными плоскостями для удаления шумовых выбросов малой площади или ширины. Разработан ряд алгоритмов решения измерительных задач СТМ в различных постановках для изучения КМ: выделение из СТМ-изображения отдельных УДЧ; измерения габаритных и любых других линейных размеров; объёма; расстояний между интересующими точками поверхности с построением профилограмм высот интересующей области и её сечений; составление библиотеки СТМ-изображений УДЧ и т.д. Разработанные алгоритмы и реализующие их программы позволяют экспериментатору достаточно просто и с известной погрешностью получать информацию о параметрах микрорельефа поверхности УДЧ в нанометровом диапазоне.

26.Создано автоматизированное рабочее место оператора с улучшенной защитой от акустических и электромагнитных воздействий для изучения УДЧ методами сканирующей туннельной микроскопии. Разработаны средства диагностики СТМ и отдельных блоков. Предложены методики диагностики работоспособности сканера, комбинированного пьезопривода образца, системы регулирования туннельного промежутка, а также зависящих от них метрологических характеристик СТМ.

Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Шелковников, Евгений Юрьевич, 2008 год

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

2. Фёдоров В.Е., Губин С.П. Кластерные материалы // ЖВХО им. Д.И.Менделеева, 1987, т.32, Ш.-С.31-36.

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

4. Гусев А.И. Наноматериалы, наноструктуры, нанотехнологии. -М.-.ФИЗМАТЛИТ, 2007. 416 с.

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

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

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

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

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

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

11. Леенсон И. А. Химические реакции. М., ACT Астрель, 2002.-190с.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

22. Сидоров Л. Н., Юровская М. А., Борщевский А. Я. и др. Фуллерены-М.:Экзамен, 2005,- 688с.

23. Елецкий A.B. Углеродные нанотрубки и их эмиссионные свойства // Успехи физических наук. 2002. - Т. 172, № 4. с. 401-438.

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

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

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

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

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

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

30. Чистяков Г. Восстание наномашин // Умное производство, 2008, №3.

31. Iijima S. Helical microtubules of graphitic carbon // Nature (London).-1991.-V.354.-P.56.

32. Липанов A.M. и др. Установка для диспергирования порошковых частиц при сбросе давления// Кластерные материалы: Докл. 1 Всесоюзной конф.-Ижевск, 1991.-С.95-98.

33. Липанов A.M., Бесогонов А.П. Плазмогазодинамическая установка для получения и сбора кластеров// Кластерные материалы: Докл. 1 Всесоюзной конф.-Ижевск, 1991.-С.95-99.

34. Васильков А.Ю. и др. Криохимический синтез нанометровых металлических частиц контролируемой нуклеарности// Кластерные материалы: Тез. докл. 1 Всесоюзной конф.- Ижевск, 1991.- С. 18.

35. Белошапко А.Г. и др. Ударноволновой синтез оксидных порошков в ультрадисперсном состоянии// Кластерные материалы: Тез. докл. 1 Всесоюзной конф.- Ижевск, 1991.- С.10.

36. Норматов И.Ш., Гайбуллаева З.Х, Мирсаидов У. Получение и исследование мелкодисперсных порошков кобальта// Кластерные материалы: Тез. докл. 1 Всесоюзной конференции.-Ижевск, 1991.- С.51.

37. Оленин А.Ю. Воздействие ультразвукового поля на процессы нуклеа-ции кластеров металлов// Кластерные материалы: Тез. докл. 1 Всесоюзной конференции.- Ижевск, 1991.- С.55.

38. Елецкий A.B. Углеродные нанотрубки // УФН.- 1997.- V.167.- Р.945.

39. Елецкий А.В. Углеродные нанотрубки и их эмиссионные свойства // УФН.- 2002.- V.172.- Р.401.43. Alexander Star 2001 #70.

40. Journet С., Bernier P. Production of carbon nanotubes // Appl. Phys. A.-1998.- Y.67.-P.1.

41. Kratschmer W. et al. // Nature (London).- 1990.- V.347.- P.354.

42. Peng H.Y. et al. Smallest diameter carbon nanotubes // Appl. Phys. Lett.2000.-V.77.-P.2831.

43. Wang N. et al. Single-walled 4 Â carbon, nanotube arrays // Nature.- 2000.-408.-P.50.

44. Qin L.-C. et al. The smallest, carbon nanotube //Nature.- 2000.- V.408.- P.50.

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

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

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

48. Степанов Н.Ф. Квантовая механика и квантовая химия. М.: Мир,2001.-519с.

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

50. Нефедов В.И., Черепин В.Т. Физические методы исследования поверхности твёрдых тел М.: Наука, 1983 - 296с.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

62. Morgenstern К. Fast scanning tunnelling microscopy as a tool to understand changes on metal surfaces: from nanostructures to single atoms // physica status solidi. 2005. Vol. 242, Issue 4, P.773-796.

63. Wu, Qi-Hui; Kang, Junyong. Applications of Fast Scanning Tunneling Microscopy: A Review. // Materials and Manufacturing Processes. 2007. Vol. 22, №1, P. 22-27.

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

65. Шелковников Е.Ю. Теория и практика измерений геометрических параметров ультрадисперсных частиц кластерных материалов сканирующим туннельным микроскопом. Ижевск: ИПМ УрО РАН, 2008 250с.

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

67. Шелковников Е.Ю., Кизнерцев С.Р. Цифровой многоцелевой сканирующий туннельный микроскоп // Материалы докладов НТК «Приборостроение в XXI веке. Интеграция науки, образование и производства»: Ижевск, 2006 С.140-144.

68. Вольф E.JI. Принципы электронной туннельной спектроскопии Киев: Наукова Думка, 1990 - 459с.

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

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

71. Неволин В.К. Физические основы формирования элементов наноэлек-троники туннельно-зондовым методом: Дис. .докт. техн. наук. М., 1992.-47с.

72. Шелковников Е.Ю., Кизнерцев С.Р. Адаптивная дискретизация растровых изображений в туннельном микроскопе // Химическая физика и мезо-скопия.-2003.-Т.5.-№2.-С.268-275.

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

74. Липанов A.M., Гуляев П.В., Шелковников Е.Ю. Адаптивная система развертки изображения и формирования измерительной информации в сканирующем туннельном микроскопе // Датчики и системы 2004 - №7 - С.14-17.

75. Липанов A.M., Шелковников Е.Ю. Система активной виброзащиты сканирующего туннельного микроскопа // Химическая физика и мезоскопия,-2003.-Т.5.-№2.- С.260-267.

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

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

78. Бахтизин Р.З. Сканирующая туннельная микроскопия новый метод изучения поверхности твердых тел // Соросовский образовательный журнал, 2000, №11, с. 83-89.

79. Roberts M.W. Scanning tunnelling microscopy: surface chemistry at the atom-resolved level, what's new? //Topics in Catalysis. 2005. Vol. 36, P.3-10.

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

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

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

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

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

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

86. Behm R.J., Hosier W., Ritter E. and Binnig G. Correlation between

87. Domain Boundaries and Surface Steps: A Scanning-Tunneling-Microscopy Study on Reconstructed Pt (100). //Physical Review Letters. 1986. Vol. 56. N. 3. P. 228-231.

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

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

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

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

92. Binnig G., Rohrer H., Gerber C. and Weibel E. 7x7 Reconstruction on Si (111) Resolved in Real Space // Physical Review Letters. 1983. Vol. 50, N. 2. P. 120-123.

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

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

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

96. Alerhand O.L. and Mele E.J. Surfase reconstruction and vibrational excitations of Si (001) // Physical Review B. 1987. Vol. 35, N. 11. 5533-5546.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

107. Yonghai Song, Li Wang. Well-ordered structure of methylene blue monolayers on Au(lll) surface: Electrochemical scanning tunneling microscopystudies. // Microscopy Research and Technique. 2008.

108. Zhaa F.-X., Rothb S. andCarrollc D.L. Periodic, pearl chain-like nanos-tructure observed by scanning tunneling microscopy // Carbon. 2006. Vol. 44, Issue 9, P. 1695-1698.

109. Lambin Ph., et al. Measuring the helicity of carbon nanotubes // Carbon. 2000. Vol. 38, P.1713.

110. Неволин B.K. Зондовые нанотехнологии в электронике-М.:Техносфера, 2005.- 152с.

111. К.Н. Ельцов, А.Н. Климов Сверхвысоковакуумный сканирующий туннельный микроскоп с изменяемой темпертурой образца // Зондовая микроскопия 98: Материалы Всероссийского совещания. - Н.Новгород: ИФМ РАН.-1998.- С. 112-118.

112. Molotkov S.N., Nazin S.S., Smirnova I.S., Tatarskii V.V. Theory of scanning tunneling spectroscopy: application to Si (100) 2x1 surface // Surface Science, 259,339-350,(1991).

113. Blochl P.E. Projector augmented-wave method // Phys. Rev. В.- 1994.- V. 50,-№24.-P. 17953-17958.

114. Krasovskii E.E. Accuracy and convergence properties of the extended linear augmented-plane-wave method // Phys. Rev. В.- 1997.- V. 56.-№20.- P. 12866-12874.

115. Krasovskii E. E., A. N. Yaresko, V. N. Antonov Theoretical study of ultraviolet photoemission spectra of noble metals // J. Electron Spectrosc. Relat. Phe-nom.- 1994.-V. 68.-P. 157.

116. Krakauer H., Posternak M. Linearized augmented plane-wave method for the electronic band structure of thin films // Phys. Rev. В.- 1979,- V. 19.- №4.- P. 1706-1720.

117. Mattheiss H.F., Hamann D.R. Electronic structure of the tungsten (001) surface //Phys.Rev.В.-1984.-V. 29.-№10.-P. 5372-5382.

118. Holzwarth N. A. et al. Comparison of the projector augmented-wave,pseudopotential, and linearized augmented-plane-wave formalisms for density-functional calculations of solids //Phys. Rev. В.- 1997.- V. 55.- №4.- P. 2005-2018.

119. Feibelman P.J. Local-orbital basis for defect electronic structure calculations of an Al(100) film // Phys. Rev. В.- 1988.- V. 38.- №3.- P. 1849-1856.

120. Rhee J.Y. Optical properties and electronic structures of a- and y-Ce // Phys. Rev. В.- 1995.- V. 51.- №24.-P. 17390-17398.

121. Cohen M. L. Predicting New Solids and Superconducters // Science.-1986.-V. 234.-P. 549.

122. Kohn W., Hohenberg P. Inhomogeneous Electron Gas // Phys. Rev. -1964.-V. 136.-P.B864-B871.

123. Kohn W., Sham L. J. One-Particle Properties of an Inhomogeneous Interacting Electron Gas // Phys. Rev. 1965.- V. 145.- P. 561 - 567.

124. Schroedinger E. Quantization as an Eigenvalue Problem // Ann. Phys. (Leipzig).- 1926.- V. 79.- P. 361.

125. Thomas L. H. The Calculation of Atomic Fields // Proc. Camb. Philos. Soc.- 1927.-V. 23.-P. 542.

126. Fermi E. Un metodo statistico per la determinazione di alcune priorieta dell'atome // Rend. Accad. Naz. Lincei.- 1927.- V. 6.- P. 602.

127. Heitier W., London. F. Z. Wechselwirkung neutraler Atome und homöopolare Bindung nach der Quantenmechanik //Z. Phys.- 1927.- V. 44.- P. 455.

128. Mulliken R. S. The Assignment of Quantum Numbers for Electrons in Molecules // Phys. Rev.- 1928.- V. 32.- P. 186.

129. Hartree D. R. The Wave Mechanics of an Atom with an Non-Coulomb Central Field. Part I. Theory and Methods // Proc. Camb. Philos. Soc.- 1928,- V. 24.- P. 89.

130. Фок В.А. Квантовая физика и строение материи // Структура и формы материи. М., 1967. С. 174.

131. Rootaan C.C.J. New Developments in Molecular Orbital Theory // Rev. Mod. Phys.- 1950.- V. 23.-P. 69.

132. Pople J.A., Nesbet R.B. Self-consistent orbitals for radicals // J. Chem. Phys.- 1954.- V. 22.-P. 571.

133. Parr R.G. A Method for Estimating Electronic Repulsion Integrals Over LCAO MO'S in Complex Unsaturated Molecules // J. Chem. Phys.- 1952.- V. 20.- P. 1499.

134. Pariser R., Parr R.G. A Semi-Empirical Theory of the Electronic Spectra and Electronic Structure of Complex Unsaturated Molecules // J. Chem. Phys.- 1953.-V. 21.-P. 466.

135. Pople J.A. Electron Interaction in Unsaturated Hydrocarbons // Trans. Faraday Soc.- 1953,- V. 49.- P. 1375.

136. Pople J.A. et al. Approximate Self-Consistent Molecular Orbital Theory // J. Chem. Phys.- 1965.- V. 43.- P. 129.

137. Boys S.F. Electronic wavefunctions. . stationary states of any molecular system // Proc. R. Soc. London.- 1950.- V. 209.- P. 542-554.

138. Hashimoto H. et al. Molecular structures of carotenoids as predicted by MNDO-AM1 molecular orbital calculations // J. Mol. Struct.- 2002,- V. 604.- P. 125-146.

139. Santos J. D., Longo E., Taft C. A. Effect of charge on the interaction of two C-60 molecules from MNDO and ab initio UHF methods: stability and HOMO-LUMO gaps //J. Mol. Struct.- 2003.- V. 625.- P. 189-197.

140. Birot M. et al Infrared spectroscopy studies and MNDO/d calculations in organosilylborane series // J. Mol. Struct.- 2003.- V. 646.- P. 179-189.

141. Hurst J. K. et al. The electronic spectrum of 1, 4, 5, 8-tetraazanaphthalene // Chem. Phys.- 1999.- V. 246,- P. 229-246.

142. Ahmed M., Khan Z.H. Electronic absorption spectra of benzoquinone and its hydroxy substituents and effect of solvents on their spectra // Spec. Acta. A.-2000.- V. 56.- №5.- P. 965-981.

143. Marzec A. Intermolecular interactions of aromatic hydrocarbons in carbonaceous materials A molecular and quantum mechanics // Carbon.- 2000.- V. 38.-№13,-P. 1863-1871.

144. Basiuk V. A. PM3, AMI, MIND03 semi-empirical IR spectra simulations for some nitriles of interest for Titan's chemistry et al. // Spec. Acta. A.- 2000.- V. 56.-№6.- P. 1157-1165.

145. Basiuk V. A. et al. // Spec. Acta. A.- 2001.- V. 57.- №3,- P. 505-511.

146. Ciraci S., Batra I.P. Study of the diamond (100) surface using the self-consistent-field extended tight-binding method // Phys. Rev. В.- 1977.- V. 15.- №6.- P. 3254.

147. Joannopoulos J. D. , Cohen M.L. Intrinsic surface states of (110) surfaces of group IV and III-V semiconductors // Phys. Rev. В.- 1975,- V. 10,- P. 5075

148. Sutton A.P. et al. The tight-binding bond model // Journal of Physics C.-1988.-V. 21.-P. 1432.

149. Быков B.A., Иконников A.B., Кацур С.Ф. Новый базовый электронный блок для управления СЗМ линии "Солвер" // Зондовая микроскопия 2000: Материалы Всероссийского совещания. - Н.Новгород: ИФМ РАН.- 2000.- С. 282-286.

150. V.A.Bykov. Modern Tendency of the SPM Technique Developments. SPM-2002, Proceedings. P.78.

151. Гуляев П.В. Пьезоэлектрические устройства и методы управления ими в сканирующем туннельном микроскопе для изучения кластерных материалов / Диссертация на соискание ученой степени канд.тех.наук.-Ижевск, 2004.-179с.

152. DSP-микроконтроллеры для систем управления. Особенности архитектуры и преимущества использования. <Микроконтроллеры, микропроцессоры, DSP>.

153. С.И. Васильев, Ю.Н. Моисеев, Н.И. Никитин и др. Сканирующий туннельный микроскоп "СКАН-8": конструкция и области применения // Электронная промышленность, 1991. N3. - С.36-39.57.

154. А.С. №1709429 СССР, МПК Н01 J 37/285. Устройство для исследования топографии проводящей поверхности /Д.Г Соболев., А.Н Косяков., С.А Герасимов.

155. Патент РФ № 2218629 МПК 7 H01J37/285. Сканирующий туннельныймикроскоп /Липанов A.M., Шелковников Е.Ю., Гуляев П.В. и др.

156. Hermsen J.G.H. New mechanical constructions for STM //Surf. Sci.1987.-V.18L- P. 183-190.

157. Пьезокерамические и электрострикционные микроманипуляторы/ C.B. Бойцов, A.A. Ерофеев//Применение пьезоактивных материалов в промышленности.-Л ДНТП, 1988.-С.6-10

158. Локателли М. Простой метод определения характеристик трубчатых керамических пьезоэлементов, используемых в микропозиционерах //ПНИ.1988.-№4.-С. 142-144.

159. Снайдер, де Лозанн Растровый туннельный микроскоп на основе концентрических трубчатых пьезоэлементов// ПНИ.- 1988.- №4.- С.13-17.

160. A.C. №1586470 СССР, МПК H 01 L 41/08. Трубчатый пьезопреобразо-ватель для растрового туннельного микроскопа /В.Т. Черепин и др.

161. Пьезокерамические преобразователи: Справочник /В.В. Ганополь-скийидр.-Л.: Судостроение, 1984.-256с.

162. Anders M. Et al. Simple micropositioning devices for STM// Surf. Sci.-1987.-V.181.-P.176-182.

163. Дрейк В. и др.// ПНИ.- 1986.-№3.

164. Никишин В.И., Лускинович П.Н. Нанотехнология и наноэлектроника //Электронная промышленность.- 1991.- №3.- С. 4-13.

165. Быков В.А. Приборы и методы сканирующей зондовой микроскопии для исследования и модификации поверхностей: Дисс.д-ра физ.-мат. наук.-М., 2000. 393 с.

166. Васильев С.И. и др. Сканирующий туннельный атомно-силовой микроскоп «Скан-8» // Электронная промышленность.- 1993.- №10.- С. 43-44.

167. Волгунов Д.Г. и др. Сканирующий комбинированный ближнеполь-ный оптический туннельный микроскоп// ПТЭ.-1998.-№2.-С.132-137

168. Акципетров O.A. и др. Электрохимический сканирующий туннельный микроскоп // Электронная промышленность.- 1993.- №10.- С. 38-40.

169. Альтфедер И.Б., Володин А.П., Хайкин М.С. Малогабаритный низкотемпературный сканирующий туннельный микроскоп //ГТГЭ.-1989.- №5.- С.188-190.

170. Kaiser W.J., Jaklevic R.C. Scanning Tunneling Microscopy study ofmetals:spectroscopy and topography // Surf.Sci.- 1987.- V.181.- P.55-68.

171. Вернер В.Д., Дьяков Ю.Н., Неволин В.К. Формирование функциональных структур с помощью туннельного микроскопа //Электронная промышленность.- 1991.- №3,- С. 33-36.

172. А.С. 1698914 СССР, МПК Н 01 J 37/26. Сканирующий туннельный микроскоп/ И.Б. Альтфедер, А.П. Володин, М.С. Хайкин.

173. Yakimov V.N. A piezomotor-based versatile positioner for SPM// Meas. Sci. Technol.- 1997.- V.8.- P.338-339.

174. A.C. 1505398 СССР, МПК H02 N 2/00 HOI L 41/08. Пьезоэлектрический шаговый двигатель/ A.A Ерофеев., В.И. Никишин, П.Н Лускинович. и др.

175. А.С. 953941 СССР, МПК Н01 L 41 08 /И.Г Ефимов.

176. Ван де Валле, Герритсен, ВанКемпен, Вайдер. Высокостабильный растровый туннельный микроскоп //ПНИ.- 1985.- №8.- С.75-79.

177. А.С. 1464883 СССР, МПК Н02 N 2/00 Н01 L 41/08. Пьезоэлектрическое устройство микроперемещений /Б.В. Ульянов, Л.Н Меныпутин.

178. А.С. 1685230 СССР, МПК H02N2/00 H01L41/12. Стрикционный шаговый электродвигатель / А.Е Барулин.

179. Куприянов М.Ф., Константинов Г.М., Панич А.Е. Сегнетоэлектриче-ские морфотропные переходы Ростов-на-Дону: Изд-во Ростовского университета, 1991.-245 с.

180. Трофимов А.И. Пьезоэлектрические преобразователи в системах контроля и диагностики // Пьезотехника -94.-Барнаул, 1994.-С. 19-32.

181. Заявка №92010356, МПК H02N2/00 H01L41/09. Прецизионный пьезоэлектрический привод и способ управления им / А.Г Амельченко.

182. Харди Дж. У. Активная оптика // ТИИЭР.- 1978.- Т.66.- №6.- С.61-70.

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

184. А.С. 1616490 СССР, МПК Н02 N 2/00 Н01 L 41/09. Пьезоэлектрическое устройство инерционного перемещения объекта / А.О Голубок, и др.

185. А.С. 1537088 СССР, МПК Н 01 L 41/08 Н 02 N 11/00. Устройство для микроперемещений объекта / Д.Г Волгунов, А.А Гудков, В.Л Миронов.

186. A.C. 1520609 СССР, МПК H 01 J37/285. Туннельный микроскоп / С.М Войтенко., А.О Голубок, и др.

187. A.C. 1797149 СССР, МПК H 01 J37/285. Сканирующий туннельный микроскоп / В.С Эдельман и др.

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

189. Svensson К., Althoff F., Olin H. A compact inertial slider STM // Meas. Sei. Technol.- 1997.- V.8.- P.1360-1362

190. Липанов A.M., Гуляев П.В., Шелковников Е.Ю. Прецизионный пье-зодвигатель наноперемещений для сканирующего туннельного микроскопа // Датчики и системы.-2004.- №9.

191. Миллер. М, Смит. Г. Зондовый анализ в автоионной микроскопии: Пер. с англ. /Под ред. А. Л. Суворова.-М.: Мир-1993 -304с,

192. Фиринг Д, Элекис Ф. Изготовление игл для РТМ методом травления // Приборы научных исследований, 1990.- № 12,- С. 159-161.

193. Thurstang R. Е, Walls J. M,. Field Ion Microscopy and Relates Techniques: A Bibliography,. Warwick Publishing Company, Birmingham, U. K., 1980. -C.1951-1978.

194. Начахара Л. Тундат T. T, Линдзи С. Приборы научных исследований. 60 (1989).-№ 10.-С. 3128-3130.

195. Брайант и др. Приборы научных исследований, 1987.- № 6.-С. 115.

196. Елинсон М. И, Горьков В. А, Васильев. Радиотехника и электроника, 1957.-№11.-С. 204.

197. Ibe J. P. et. al., Vac J. Sei. Technol, 1990.-A 8.- P.3570.

198. Васильев С.И., Савинов C.B., Яминский И.В. Зондирующие эмиттеры для сканирующей туннельной микроскопии //Электронная промышленность.- 1991.- №3.-С.42-45.

199. Бухараев A.A. Диагностика поверхности с помощью сканирующей туннельной микроскопии // Заводская лаборатория 1994, №10.-С. 15-25.

200. Миронов В.Л. Основы сканирующей зондовой микроскопии-М. Техносфера, 2004- 144с.

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

202. Липанов A.M., Шелковников Е.Ю. Численные исследования параметров сканирующего туннельного микроскопа // Деп. в ВИНИТИ, №2092-В00 36с.

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

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

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

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

207. Асхалян А.Д., Гапонов С.В., Дорофеев И.А., Пестерев С.В., Полуш-кин Н.И., Салащенко Н.Н., Токман Н.И. Нанометровая модификация многослойной структуры с помощью туннельного микроскопа // ЖТФ, 1994.- Том 64,1. B.4.-С. 144-155.

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

209. Bardeen J. Tunnelling from a Many-Particle Point of View // Phys. Rev. Lett. 1961.- V. 6.-P. 57.

210. Tersoff J., Lang N.D. Tip-dependent corrugation of graphite in scanning tunneling microscopy // Phys. Ref. Lett.-1990,- V. 65.- №9.- P. 1132-1135.

211. Бом Д. О возможности интерпретации квантовой теории на основе представлений о «скрытых» параметрах. Вопросы причинности в квантовой механике / Сб. переводов под ред. Я.П.Терлецкого а А.А.Гусева.- М.:Наука, 1955.- С. 34.

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

213. Симмонс Дж.Г. Силы изображения в туннельных переходах металл-окисел-металл // Туннельные явления в твёрдых телах / Под ред. Э.Бурштейна и

214. C.Лундквиста М.: Мир. 1973.-С. 131-142.

215. Владимиров Г.Г. Физические процессы при массопереносе с острий:

216. Дис . докт. физ-мат. наук. Л., 1989-357с.

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

218. Дюк К.Б. Теория туннельного перехода в системе металл-барьер-металл / Туннельные явления в твёрдых телах // Под ред. Э.Бурштейна и С.Лундквиста.-М.: Мир. 1973.- С.36-50.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

234. Tersoff J., Hamann D.R. Theory of the scanning tunneling microscope // Phys. Rev. В.- 1985,- V. 31.- №2.- P. 805-813.

235. Попл Дж. Квантово-химические модели // УФН.- 2002.- Т. 173.- №3.-С.353.

236. Raghavachari К., Trucks G. W., Pople J. A., Head-Gordon М. Highly Corre-lated Systems. Structure, Binding Energy and Harmonic Vibrational Frequencies of Ozone // Chem. Phys. Lett.- 1989.- V. 157.-P. 479.

237. Шелковников Е.Ю., Тюриков A.B. Программный пакет STM-W туннельного микроскопа для применения в исследованиях кластерных материалов // Химическая физика и мезоскопия.-2002.-т.4.-№1.-стр. 13-28.

238. Lipanov A.M., Gulyaev P.V., Shelkovnikov E.Yu. The software, hardware and trechnology peculiarities of STM for the nonosize particles dispersity control // Scanning Probe Microscopy-2004, International Workshop.-Nizhny Novgorod: IPMRAS.-p.l65-167.

239. Липанов A.M., Шелковников Е.Ю. Построение СТМ-изображения поверхности графита с использованием метода линейных комбинаций атомных орбиталей.// Химическая физика и мезоскопия 2002 - т.4 - №1, С. 5-13.

240. Tyurikov A.V., Shelkovnikov E.Yu. Application of ab initio calculations for modeling STM images // Scanning Probe Microscopy -2003, International Workshop.-Nizhny Novgorod: IPMRAS, 2003.-p.243-245.

241. Gordon M. S. The Isomers of Silacyclopropane // Chem. Phys. Lett.-1980.-№76.-P. 163.

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

243. Бородачёв H.A. Основные вопросы теории точности производстваМ.: Академкнига, 1950-416с.

244. Вентцель Е.С. Теория вероятностей М.: Физматгиз, 2002 - 564с.

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

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

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

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

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

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

251. Chicon R., Ortuno М., Abellan J. An algorithm for surface reconstruction in scanning tunneling microscopy // Surface Science. 1987. V.181. P. 107-111

252. Бухараев A.A., Бердунов H.B., Овчинников Д.В., Салихов K.M. ССМ-метрология микро- и наноструктур // Микроэлектроника. 1997. Т.26. №3-С.163-167.

253. Раутиан С.Г. Реальные спектральные приборы // Успехи физических наук. 1958, т. 66, в. 3, с. 475.

254. Stoll Е. et al, Current distribution in the scanning vacuum tunnel microscope: a free-electron model // J. Phys. C: Solid State Phys. 1984, Vol. 17, P3073-3086.

255. Sacks W., et al., Surface topography in scanning tunneling microscopy: A free-electron model // Phys. Rev. 1987, Vol. 36, P.961-967.

256. A.c.№1778820, МПК H 01 L 21/66. Способ исследования поверхности твердого тела туннельным микроскопом / Губайдуллин, Ф.Ф., Бухараев A.A., Назаров А.В

257. Овчинников Д.В., Бухараев A.A., Бородин П.А. Восстановление формы иглы АСМ с помощью деконволюции // 5-й Белорусский семинар по сканирующей зондовой микроскопии. Минск: БГУ, 2002 - С. 47-51

258. Шелковников Е.Ю. Компьютерное формирование изображений поверхности объектов в туннельном микроскопе // Химическая физика и мезоско-пия. 2007г.- Т.9.- №3.- С.297-309.

259. Шелковников Е.Ю. Восстановление СТМ-изображений структуры поверхности нанообъектов // Химическая физика и мезоскопия. 2007г.- Т.9.-№4 - С.437-445.

260. Патент на полезную модель №70373, РФ, G01N 23/00, G01N 27/00. Устройство для исследования поверхности твердого тела туннельным микроскопом / Е.Ю. Шелковников (RU).- №2007137245, Заявл. 08.10.2007; Опуб.-Бюл. 20.01.2008, №2.

261. Kelsey G. S. The Anodic Oxidation of Tungsten in Aqueous Base // J. Electrochem. Soc., 1977.- 124.-P.814.

262. A.c.№797440 СССР, МПК H 01 J 1/30. Способ изготовления микро-острий из металлической проволоки / А.Л.Суворов, С.В.Зайцев, А.Ф.Бобков.

263. Мюллер Э.В., Цонг Т.Т. Полевая ионная микроскопия. Полевая ионизация и испарение. М.: Наука, 1980.- 224 с.

264. Лемке X., и др. Усовершенствование иглы для растровых туннельных и атомно-силовых микроскопов // Приборы для научных исследований,-1990.-№10.- С. 35.

265. Musselman I. H., Russell P.E. J. Vac.Sci. technol., 1990.-A8.-P.3558.

266. Липанов A.M. и др. Численный эксперимент в классической гидромеханике турбулентных потоков. Екатеринбург.: УрО РАН.- 2001.- ISBN 57691-1140-2.- 161с.

267. Русяк И.Г. Моделирование процессов воспламенения, нестационарного и эрозионного горения твёрдого топлива. //Ижевск, мех. ин-т.- Ижевск, 1990.

268. Булгаков В.К., Липанов A.M. Модель горения твердых топлив при обдуве, учитывающая взаимодействие турбулентности с химической реакцией // ФГВ.-1984.-Т.20.- №5.

269. Патанкар С. Численные методы решения задач теплообмена и динамики жидкости. М.: Энергоиздат, 1984.- 151 с.

270. Роуч П. Вычислительная гидродинамика. М.: Мир, 1980.

271. Эстербю О., Златев 3. Прямые методы для разряженных матриц. -М.:Мир, 1987.

272. Fink H.W. Mono-atomic tips for scanning tunneling microscopy // IBM J. Res. Develop.- 1986.- V. 30.- P. 461.

273. Липанов A.M., Шелковников Е.Ю., Тюриков A.B. Исследование разрыва "шейки" заготовки зондирующей иглы СТМ при ее изготовлениии методом химического травления // Химическая физики и мезоскопия.- 2005.- т.7.-№2.- с.162-168.

274. Липанов А.М, Шелковников Е.Ю., Тюриков А.В. и др. Численные исследования микротопологии острия зондирующей иглы СТМ при его формировании электрохимическим методом // Ползуновский Альманах. Барнаул: АлтГТУ, 2006.

275. Skeel R., Bhandarkar М., Phillips J., et al. NAMD2: Greater scalability for parallel molecular dynamics // Journal of Computational Physics.- 1999.- V. 151.-P. 283-312.

276. Kollman P. et al. AMBER, a computer program for applying molecular mechanics, normal mode analysis, molecular dynamics and free energy calculations to elucidate the structures and energies of molecules // Сотр. Phys. Commun.-1995.-V. 91.-P. 1-41.

277. Шредник B.H. и др. К теории динамических изменений поверхности во время высокотемпературного полевого испарения // ЖТФ.- 2003.-Т. 73.- В. 9.- С. 120.

278. Толстая А. М., Анисимов А. П. Теоретические основы процессов электрохимической обработки металлов и сплавов: Учеб. пособие. Часть 2.- М.: 1976.-83с.

279. Монина М. А. Мороз И. И. Волков Ю. С. Методика выборов электролитов при электрохимической размерной обработке. //Моск. дом научно-технической пропаганды им. Ф. Э. Дзержинского, 1972.-С.8.

280. Справочник по химии. М.:Химия, 1964.-Т.З.

281. Краткий справочник физико-химических величин. / Под ред. К. П. Мишенко.-Л.: Химия, 1972.

282. Толстая А. М., Анисимов А. П. Теоретические основы процессов электрохимической обработки металлов и сплавов: Учеб. пособие. Часть1.- М.: 1975.-101с.

283. Дамаскин Б. Б. Петрий О. А. Введение в электрохимическую кинетику: Учеб. пособие.- изд. 2.- М.: Высшая школа, 1983.

284. Голубок А.О. Локальная диагностика объектов микро-, нано- и опто-электроники в вакууме, газе и жидкости методами сканирующей туннельной микроскопии и спектроскопии: Дис.докт. физ.-мат. наук. М., 1999 63с.

285. Шелковников Е.Ю., Гуляев П.В., Гадилье О.Ю. Сканирующий туннельный микроскоп с большим полем зрения// Доклады 2-й международной, конф. "Датчики электрических и неэлектрических величин", Барнаул, 1995г.- С. 150.

286. Евдокимов А.А. и др. Цифровая обратная связь в сканирующем туннельном микроскопе// Электронная промышленность.-1991,- №3.- С. 52-53.

287. Войтенко С.М., Кунеев В.В., Сапожников И.Д., Голубок А.О. Сканирующий зондовый микроскоп с активной компенсацией Z дрейфа // Зондовая микроскопия 98.- Материалы Всероссийского совещания: Н.Новгород, ИФМ РАН, С. 192-195.(299)

288. Патент №2296387, РФ, H01J37/285. Сканирующий туннельный микроскоп / A.M. Липанов, Е.Ю. Шелковников, Д.В. Гудцов и др. (RU).

289. Толстая А. М., Анисимов А. П. Теоретические основы процессов электрохимической обработки металлов и сплавов: Учеб. пособие. Часть 2.- М.: 1976.-83с.

290. Монина М. А. Мороз И. И. Волков Ю. С. Методика выборов электролитов при электрохимической размерной обработке. //Моск. дом научно-технической пропаганды им. Ф. Э. Дзержинского, 1972.-С.8.

291. Справочник по химии. М.:Химия, 1964.-Т.З.

292. Краткий справочник физико-химических величин. / Под ред. К. П. Мишенко.- JL: Химия, 1972.

293. Толстая А. М., Анисимов А. П. Теоретические основы процессов электрохимической обработки металлов и сплавов: Учеб. пособие. Часть 1.- М.: 1975.-101с.

294. Дамаскин Б. Б. Петрий О. А. Введение в электрохимическую кинетику: Учеб. пособие.- изд. 2.- М.: Высшая школа, 1983.

295. Голубок А.О. Локальная диагностика объектов микро-, нано- и опто-электроники в вакууме, газе и жидкости методами сканирующей туннельной микроскопии и спектроскопии: Дис.докт. физ.-мат. наук. М., 1999 63с.

296. Шелковников Е.Ю., Гуляев П.В., Гадилье О.Ю. Сканирующий туннельный микроскоп с большим полем зрения// Доклады 2-й международной, конф. "Датчики электрических и неэлектрических величин", Барнаул, 1995г.- С. 150.

297. Евдокимов А.А. и др. Цифровая обратная связь в сканирующем туннельном микроскопе// Электронная промышленность.-1991.- №3.- С. 52-53.

298. Войтенко С.М., Кунеев В.В., Сапожников И.Д., Голубок А.О. Сканирующий зондовый микроскоп с активной компенсацией Z дрейфа // Зондовая микроскопия 98.- Материалы Всероссийского совещания: Н.Новгород, ИФМ РАН, С. 192-195. (299)

299. Патент №2296387, РФ, H01J37/285. Сканирующий туннельный микроскоп / A.M. Липанов, Е.Ю. Шелковников, Д.В. Гудцов и др. (RU).2005134631, Заявл. 08.11.2005; Опуб.-Бюл. 27.03.2007, №9.

300. А.С. 1604136 СССР, МПК Н02 N 2/00 Н01 L 41/09. Пьезоманипуля-тор/ Голубок А.О и др.

301. Адамчук В.К., Ермаков А.В., Любинецкий И.В., Житомирский Г.А., Панич А.Е. Сканирующий туннельный микроскоп на основе монолитного пье-зоэлемента крестообразного сечения// ПТЭ.- 1989.-№5. -С. 182-184.

302. Lipanov A.M., Shelkovnikov E.J. The specialized micromanipulators in STM for studying nanosize objects in cluster materials// Scanning Probe Microscopy -2003. Proceedings of International Workshop.- N. Novgorod, 2003.- P.246-248.

303. Патент на полезную модель 35489 МПК 7 H02N2/00, H01L41/09. Пьезоманипулятор / Гуляев П.В., Шелковников Е.Ю. Кизнерцев С.Р.

304. Тимошенко С.П. Колебания в инженерном деле. М: Наука, 1967.- 444с.

305. Тимошенко С.П., Янг Д.Х., Уивер У. Колебания в инженерном деле. М: Машиностроение, 1985.- 472 с.

306. Ленк А. Электромеханические системы: Системы с распределенными параметрами. М.: Энергоатомиздат, 1982.- 472 с.

307. Яворский Б.М., Детлаф А.А. Справочник по физике- М.:Наука, 1990.-624 с.

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

309. Патент РФ № 2205474 МКИ Н01 L 41/09, Н02 N 2/00. Устройство микроперемещений/ Липанов A.M., Гуляев П.В>, Шелковников Е.Ю. и др.

310. Pohl D.W. Some design criteria in scanning tunneling microscopy// IBM J. Res. Develop, vol. 30.-№ 4, p. 417-427.

311. Ерофеев С.А. Интерактивное проектирование и расчет пьезоэлектрон-ных конструкций: Автореф. канд. физ.-мат. наук.- СПб., 1999.- 19с.

312. Кизнерцев С.Р., Гуляев П.В., Шелковников Е.Ю. Технология изготовления адаптивного пьезосканера сканирующего туннельного микроскопа // Труды НТК «Приборостроение в XXI веке. Интеграция науки, образования и производства».-Ижевск-ИжГТУ, 2003г.

313. Геккер Ф.Р. Динамика машин работающих без смазочных материалов в узлах трения. М.: Машиностроение, 1983.- 168 с.

314. Бесекерский В.А., Попов Е.П. Теория систем автоматического регулирования. СПб.: Профессия, 2007.- 768 с.

315. Гуляев П.В., Шелковников Е.Ю., Гудцов Д.В. и др. Компактный сканирующий туннельный микроскоп // Материалы докладов НТК «Приборостроение в XXI веке. Интеграция науки, образование и производства»: Ижевск, 2006 С.150-152.

316. Патент №2284642, РФ, H02N 2/02, G12B 21/20. Устройство для микроперемещений объекта / A.M. Липанов, Е.Ю. Шелковников, А.Е. Панич (RU).-№2005114035, Заявл. 06.05.2005; Опуб.-Бюл. 27.09.2006, №27.

317. Рыков С.А. Сканирующая зондовая микроскопия зондовых материалов и наноструктур. Спб.: Наука, 2001.-52 с.

318. Парк, Куэйт. Теория цепи обратной связи и системы виброизоляции растрового туннельного микроскопа// ПНИ, 1984.-№11.- С.20-26.

319. Гуляев П.В., Кизнерцев С.Р., Шелковников Е.Ю., Осипов Н.И., Гудцов Д.В. Помехозащищенный стенд для испытаний СТМ // Материалы докладов НТК «Приборостроение в XXI веке. Интеграция науки, образование и производства»: Ижевск, 2006 С. 159-162.

320. Гуляев П.В., Шелковников Е.Ю. Контрольно-испытательный стенд для поверки и аттестации СТМ // Материалы шестой международной НТК «Измерения, контроль, информатизация».-Барнаул: АлтГТУ, 2006 С.80-83.

321. Дьяков А.Ф. и др. Электромагнитная совместимость в электроэнергетике и электротехнике. М.: Энергоатомиздат, 2003.-768 с.

322. Барнс Дж. Электронное конструирование: методы борьбы с помехами. М.: Мир, 1990.-238 с.

323. Патент РФ №2269803 МПК G02B 21/20, G01N 13/10, H01J 37/26. Устройство управления скоростью сканирования туннельного микроскопа / Гуляев П.В., Шелковников Е.Ю., Панин А.Е.

324. Васильев С.И. и др. Сканирующий туннельный микроскоп для работы в атмосфере газов с возможностью отжига образца// ПТЭ.-1994.-№2.- С. 153-161.

325. Bykov V.A. et al. Peculiarities of SPM design and methods for biology application// Scanning Probe Microscopy 2002: Proceedings of International Workshop.- N. Novgorod, 2002.- P. 261

326. Oliva A.I., Aguilar M, Sosa V.// Meas. Sci. Technol.- 1998.- v.9.- P. 383.

327. Елисеев C.B. Структурная теория виброзащитных систем. Новосибирск, Наука, 1978, 224 с.

328. Nagaoka К. et al. Field Emission Spectroscopy From Field-Enhanced Dif-fuson-Growth Nano-Tips // Applied Surface. Science.- 2001,- V. 182.- P. 12-19.

329. Гудцов Д.В., Шелковников Е.Ю. Программное обеспечение цифрового СТМ // Материалы докладов НТК «Приборостроение в XXI веке. Интеграция науки, образование и производства»: Ижевск, 2006 С.145-149.

330. Сканирующий зондовый микроскоп. Руководство пользователя Р47-SPM-MDT.- ИФП, NT-MDTCo, Зеленоград, 1997.- С.57-60.

331. Пэйтон А.Дж., Волш В. Аналоговая электроника на операционных усилителях. М.: Бином, 1994.- 352 с.

332. Гудцов Д.В. Цифровая обратная связь СТМ на базе сигнального процессора // Материалы шестой международной НТК «Измерения, контроль, информатизация».- Барнаул: АлтГТУ, 2006 С.78-80.

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

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

335. Липанов A.M., Тюриков A.B., Шелковников Е.Ю. Метод исследования химического травления заготовок измерительных игл туннельного микроскопа // Химическая физика и мезоскопия. 2007г.- т.9- №2 - С. 172-182.

336. Шелковников Е.Ю., Гудцов Д.В., Тюриков A.B. Подсистема получения измерительной информации программного пакета «CTM-W5» // Химическая физика и мезоскопия. 2007г.- т.9 - № 2 - С. 183-194.

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

338. Шелковников Е.Ю. Моделирование СТМ-изображений поверхности ультрадисперсных частиц кластерных материалов // Химическая физика и мезоскопия. 2008г.- Т. 10.- № 1.- С. 106-111.

339. Липанов A.M., Шелковников Е.Ю., Гудцов Д.В., Горохов М.М. Моделирование процесса химического травления зондирующих игл сканирующего туннельного микроскопа // Вестник ИжГТУ- 2006 №2.- С.3-8.

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

341. Шелковников Е.Ю. Модель поверхности острия игл СТМ при их изготовлении электрохимическим методом // Материалы докладов НТК «Приборостроение в XXI веке. Интеграция науки, образование и производства»: Ижевск, 2007.- С. 106-111.

342. Липанов A.M., Шелковников Е.Ю. Модельный расчёт электронной плотности графитовой подложки с кластером железа // Моделирование процессов в синергетических системах: сб. статей. Улан-Удэ - Томск: изд-во ТГУ, 2002.- С. 225-228.

343. Tyurikov A.V., Shelkovnikov E.Yu., Gulyaev P.V. Method of obtaining the throretical STM-spectra of ultradispersed particles // Scanning Probe Microscopy 2004.- International Workshop: Nizhny-Novgorod, IPM RAS.-p. 168-170.

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

345. Тюриков A.B., Шелковников Е.Ю. Построение СТМ изображений атомов переходных металлов // Материалы докладов научно-технической конференции «Приборостроение в XXI веке. Интеграция науки, образование и производства»: Ижевск, 2004 С.151-156.

346. Шелковников Е.Ю. Методика моделирования профилограмм сканирующего туннельного микроскопа // Сб. тр. науч.-техн. форума с междунар. участием: В 4 ч.- Ч. 2.- Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 2004.- С. 81-85.

347. Шелковников Е.Ю. Улучшение качества СТМ-изображений исследуемой поверхности // Материалы международной НТК «Измерения, контроль, информатизация».- Барнаул: АлтГТУ, 2007 С. 212-215.

348. Прэтт У. Цифровая обработка изображений М.: Мир, 1982 - Кн. 1.-310с.

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

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

351. Введение в цифровую фильтрацию / Под ред. Богнера Р., Константи-нидиса А.-М.: Мир, 1976-215с.

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

353. Марпл-мл. C.JI. Цифровой спектральный анализ и его приложенияМ.: Мир, 1990.-584с.

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

355. Каппелини В., Константинадис А., Эмилиани П. Цифровые фильтрыи их применение М.: Энергатомиздат, 1983 - 360с.

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

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

358. Применение цифровой обработки сигналов / Под ред. Э. Оппе-негйма: Пер. с англ.- М.: Мир, 1980 552с.

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

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

361. Park Z., Quate C.F. Digital filtering of scanning tunneling microscope images.-J. Appl. Phys. 1987. v.62. №1, p.312-314.

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

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

364. Фоли Д., Дэм А. Основы интерактивной машинной графики М.: Мир, 1985.-Кн. 1.-3 67с.

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

366. Шелковников Е.Ю., Гуляев П.В. Программный комплекс «STM-W5» для изучения кластерных материалов // Материалы докладов НТК «Приборостроение в XXI веке. Интеграция науки, образование и производства»: Ижевск, 2007.- С. 154-159.

367. УТВЕРЖДАЮ Директор Института прикладной механики УрО РАН, академик РАН1. А.М. Липанов 2008г.1. АКТо внедрении результатов диссертационной работы старшего научного сотрудника ИПМ УрО РАН Шелковникова Е.Ю.

368. При выполнении НИР использовались следующие научно-технические результаты Шелковникова Е.Ю.:

369. Обзор методов и устройств для изучения кластерных материалов (КМ) на основе ультрадисперсных частиц (УДЧ).

370. Анализ расчётных моделей туннелирования электронов для системы игла-подложка сканирующего туннельного микроскопа (СТМ). Численные исследования параметров электронного пучка зондирующей иглы с помощью метода Монте-Карло.

371. Теоретический расчет СТМ-изображений для ряда наиболее используемых УДЧ КМ.

372. Анализ погрешностей определения параметров микрорельефа поверхности с использованием СТМ.

373. Технология изготовления зондирующих игл с повышенной жесткостью острия и с устранением процесса его электрополировки в момент перетравливания заготовки.

374. Модель процесса изготовления игл методом химического травления.

375. Модель для описания формирования микротопологии острия в месте разрыва «шейки» заготовки иглы при ее изготовлении методом химического травления.

376. Методика атомарного заострения зондирующих игл непосредственно в СТМ (in situ).

377. Методика восстановления СТМ-изображений, исключающая их искажения, возникающие при сканировании неровностей нанорельефа поверхности, сравнимых с размерами рабочей части острия иглы.

378. Программно-аппаратное обеспечение цифрового интеллектуального СТМ для получения измерительной информации о параметрах УДЧ.

379. Программно-методический комплекс в виде программного пакета CTM-W для обработки и визуализации измерительной информации, а также аппаратные решения для уменьшения погрешности определения параметров УДЧ.

380. Зав. отделом МДТТиНМ, д.т.н.,

381. Зав. отделом МиФХГС, д.т.н.,1. УТВЕРЖДАЮ»об использовании материалов диссертационной работы старшего научного сотрудника ИПМ УрО РАН Шелковникова Е.Ю.

382. На этапах выбора основных технических решений, разработки программного обеспечения и технических средств были использованы следующие материалы:

383. Численные исследования расчётных моделей туннелирования электронов для системы игла-подложка сканирующего туннельного микроскопа

384. Численные исследования эмиттирующей поверхности острия, электронного пятна на поверхности подложки и угла туннельной эмиссии с целью повышения разрешающей способности СТМ.

385. Результаты анализа точности определения геометрических параметров микрорельефа поверхности с помощью СТМ.

386. Методика моделирования профилограммы исследуемой поверхности для измерительной иглы с остриём произвольной конфигурации.

387. Программно-методический комплекс в виде программного пакета СТМ-\У для обработки и визуализации измерительной информации с туннельного микроскопа.

388. Материалы используются также при выполнении дипломных проектов на кафедрах «Физика поверхности», «Теоретическая и математическая физика».

389. Проректор по научной работе,1. СТМ).д.п.н., профессор1. Н.И. Леонов

390. Директор центра коллективного пользования приборами, к.х.н., доцент1. Д.А. Меркулов

391. Шелковников Е.Ю. разработал методические указания к лабораторным работам по дисциплине «Моделирование»:

392. Начальник управления образования, доцент

393. Декан «ИВТ» ф-та, профессор

394. Зав. кафедрой ВТ, профессор1. М.С. Кадацкая iA. СениловaJ'1. C'll^e В.А. Куликов