Создание и исследование локализованных одномерных и двумерных наноструктур для систем диагностики тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.10, кандидат физико-математических наук Мухин, Иван Сергеевич

• Мухин, Иван Сергеевич
• кандидат физико-математических наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Мухин, Иван Сергеевич

Введение

Глава 1. Литературный обзор

1.1 Одномерные и двумерные микро- и наноструктуры

1.2 Методы формирования вискерных наноструктур

1.3 Туннельный ток и локальная плотность состояний

1.4 Механические свойства одномерных систем

1.5 Зонды для сканирующей зондовой микроскопии, спектроскопии и зондовой литографии

1.6 Интеграция микро- и наноструктур в микрофлюидные чипы

Глава 2. Формирование микро- и наноструктур

2.1 Формирование полупроводниковых нановискеров и структур на их основе

2.2 Фокусированный электронный пучок. Формирование углеродных нановискеров и структур на их основе

2.3 Модель роста углеродных нановискеров

2.4 Формирование металлорганических нановискеров и структур на их основе

2.5 Формирование упорядоченного массива нановискеров. Электронная литография

Глава 3. Исследование свойств вискерных наноструктур

3.1 Электронные свойства ОаАэ нановискеров

3.2 Особенности вольт-амперных характеристик наноструктур в форме замкнутых наноколец

3.3 Механические характеристики одиночных нановискеров

3.4 Оптический плазмонный резонанс на упорядоченном массиве металлических нановискеров

Глава 4. Применение вискерных микро- и наноструктур для систем диагностики

4.1 Одиночные нановискеры. Модификация СЗМ зондов

4.2 Микро- и наноструктуры на основе нановискеров. Модификация СЗМ зондов

4.3 Одиночные углеродные нанолезвия. Модификация СЗМ зондов

4.4 Микро- и наноструктуры на основе замкнутого кольца. Модификация МСМ зондов.

4.5 Одиночные нановискеры. Модификация СБОМ зондов

4.6 Оптический плазмонный резонанс на упорядоченном массиве металлорганических нановискеров

4.7 Массив наноструктур. Наноканалы в микрофлюидном чипе

Заключение

Список литературы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Создание и исследование локализованных одномерных и двумерных наноструктур для систем диагностики»

Введение.

Одним из основных направлений развития современных нанотехнологий является создание, исследование свойств и применение низкоразмерных систем, таких как: квантовые ямы, квантовые проволоки, нановискеры, квантовые точки, в которых свободное движение электронов ограничено в одном, двух или трех направлениях [1]. В последние годы основное внимание уделяется созданию, исследованию и применению наноструктур, представляющих собой большие ансамбли нановискеров [2].

Вместе с тем, малым ансамблям, насчитывающим небольшое число нановискеров, или одиночным нановискерам, локализованным на заранее заданных участках поверхности, в том числе на поверхности острий малого радиуса (радиус острия составляет десятки и сотни нанометров), уделяется недостаточное внимание. Интерес к таким объектам обусловлен несколькими причинами.

Во-первых, нановискеры, наностержни и нанотрубки могут выступать в качестве базы для формирования новых микро- и наноустройств. Механические, электронные и оптические свойства таких объектов значительно отличаются от свойств трехмерных материалов [3].

Во-вторых, большой интерес, как с теоретической, так и прикладной точек зрения, представляют двух- и трехмерные нанообъекты, составленные из нановискеров. Такие малые ансамбли нановискеров могут иметь вид плоских или объемных графов, с одномерными ребрами. При определенных условиях свойства подобных объектов могут быть описаны с привлечением формализма одномерных криволинейных наноструктур. Как показано в [4], искривляя в пространстве одномерные и двумерные элементы и сочетая их различным способом в плоскости или в объеме, можно управлять их электронными свойствами.

В-третьих, локализация одиночного полупроводникового нановискера на вершине металлического острия создает условие к исследованию его электронных, механических и оптических характеристик методами сканирующей туннельной, силовой и ближнепольной микроскопий.

Наконец, данный подход может стать основой для создания элементов нанофотоники, нанофлюидики, автоэмиссионных и жидкометаллических катодов, специализированных зондов с повышенным пространственным разрешением для нанодиагностики материалов методами сканирующей туннельной, силовой, ближнепольной, в том числе терагерцовой, микроскопий [5].

Целью настоящей работы является исследование процессов формирования малых ансамблей и одиночных полупроводниковых и металлорганических нановискеров, исследование их механических, электронных и оптических свойств, создание на их основе функциональных наноструктур для локальной диагностики материалов, в том числе полупроводниковой природы методами СЗМ.

Задачами работы являются

• Развитие методов формирования СтаАз, С наноструктур, металлорганических Р1 и

соединений, состоящих из нановискеров и выращенных на вершинах и острий с радиусом кривизны, сравнимым с радиусом нановискера.

• Создание модели роста и численное моделирование процесса формирования наноструктур на вершине острия под действием фокусированного электронного пучка.

• Локализация одиночного полупроводникового ваАэ нановискера на вершине острия и измерение ширины запрещенной зоны нановискера методом упругой туннельной спектроскопии.

• Исследование механической устойчивости нановискера, локализованного на вершине острия, и исследование пространственного разрешения СЗМ зондов с нановискерами на вершине.

• Создание упорядоченной матрицы из нановискеров и исследование ее оптических свойств.

• Введение малого ансамбля упорядоченных нановискеров в канал микрофлюидного чипа с целью объединения методов микрофлюидики и наноплазмоники для захвата, фиксации и детектирования биологических объектов в их нативном состоянии.

Структура диссертации. Диссертация содержит введение, четыре главы, заключение и список литературы.

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, показана ее научная новизна, сформулированы цели и задачи работы, изложены выносимые на защиту положения.

Первая глава носит обзорный характер. Обсуждается современное состояние теории и методов формирования одномерных и двумерных наноструктур на основе нановискеров.

Рассматривается теория роста полупроводниковых нановискеров (нитевидных нанокристаллов) и методы формирования аморфных нановискеров. В частности, описывается методика роста полупроводниковых нановискеров на активированных поверхностях с использованием металлического катализатора, а также автокаталитические режимы роста [2]. Особое внимание уделено формированию аморфных нановискеров и наноструктур на их основе под действием фокусированного электронного или ионного пучков в атмосфере газов-прекурсоров [6].

Обсуждаются механические, электронные и оптические свойства нановискеров и их отличие от свойств трехмерных материалов. Приведены методы исследования свойств и полученные экспериментальные данные [7-8].

В последней части первой главы обсуждаются методы интеграции наноструктур в каналы микрофлюидных чипов для исследования биологических объектов в нативном состоянии.

Вторая глава посвящена описанию проведенных экспериментов, по созданию полупроводниковых и металлорганических нановискеров и наноструктур на их основе, а также описанию процессов, протекающих при формировании этих структур.

С помощью методов молекулярно-пучковой эпитаксии и фокусированного ионного пучка одиночные ОаАв нановискеры и структуры на их основе локализованы на выпуклой поверхности с радиусом закругления сравнимым с радиусом нановискера. Экспериментально показано, что данный подход обеспечивает формирования как каталитическим, так и автокаталитическим методами одиночных нановискеров на вершине электрохимически заостренных острий, при этом радиус кривизны подложки (острия) может составлять сотни нанометров.

Далее приведен теоретический анализ модели роста двумерных углеродных наноструктур (наноскальпелей) под действием фокусированного электронного пучка. Данная модель учитывает влияние электрического поля пучка на кинетику ионов углерода, формирующих наноструктуру. С помощью стационарного уравнения Власова был определен поток ионов углерода в область формирования наноскальпеля, а с помощью методов моделирования был визуализирован процесс формирования структуры.

Далее описан метод формирования металлорганических нановискеров под действием фокусированного электронного или ионного пучков в присутствии газов-прекурсоров. Предложенная модификация метода позволяет контролируемо (ш-эки)

8

создавать нановискеры с заданными геометрическими размерами, а также более сложные двумерные и трехмерные каркасные наноструктуры, ребрами которых являются нановискеры. В частности, данный подход позволяет локализовывать одиночные нановискеры или нанокольца на вершине острий СЗМ.

В завершении второй главы описывается метод формирования упорядоченного массива металлорганических Р1 нановискеров. Данный массив, в случае его интеграции в канал микрофлюидного чипа, выступает в качестве селективного элемента для микро- и нанобиообъектов, а также одновременно выполняет функции оптического детектора на основе поверхностного плазмонного резонанса. В этой главе также представлены образцы микрофлюидных чипов, в рабочих каналах которых с помощью технологии фокусированного ионного пучка сформированы микро- и наноловушки, обеспечивающие фиксацию нанобиообъекта на время, необходимое для проведения дальнейшего анализа.

В третьей главе представлены результаты экспериментальных и теоретических исследований механических, оптических и электронных свойств нановискеров и структур на их основе.

С помощью метода сверхвысоковакуумной упругой туннельной спектроскопии определены электронные характеристики одиночных ОаАэ нановискеров, сформированных методом молекулярно-пучковой эпитаксии. Массив СтаАй нановискеров выращивался на острие электрохимически заостренной вольфрамовой иглы СТМ. Анализ зависимости с11/с1У(У) показывает, что ширина запрещенной зоны ОаА8 нановискера составляет —1,5 эВ, потолок валентной зоны лежит ниже уровня Ферми на 0,55 эВ, а дно зоны проводимости - выше уровня Ферми на 0,95 эВ. Таким образом, ваАэ нановискер имеет слабый р - тип проводимости.

В этой главе также проведен теоретический анализ прозрачности туннельного контакта между проводящим нанокольцом, локализованным на вершине иглы СТМ, и золотой поверхностью. Расчеты, выполненные в рамках теории квантовых графов, предсказывают появление пиков на зависимости вероятности туннелирования электронов из нанокольца в золотую пленку от величины приложенного напряжения, т.е. увеличение прозрачности туннельного барьера в определенной области напряжений.

Далее проведен теоретический анализ и сделаны численные оценки резонансных частот и критических сил продольного сжатия одиночных нановискеров в зависимости от их параметров. Задача определения механических свойств одиночных нановискеров становится особенно актуальной в связи с их применением в качестве зондов СЗМ.

В завершении данной главы проанализированы оптические свойства одиночного металл органического нановискера и массива нановискеров. Проведены теоретические

9

оценки, которые показывают, что в случае применения металлорганических наноструктур в системе возникает поверхностный плазмонный резонанс, характеризующийся высокой чувствительностью к свойствам поверхности и окружающей среды.

Четвертая глава посвящена применению одномерных и двумерных структур, состоящих из нановискеров, для нанодиагностики. Показано, что локализация одиночных нановискеров и структур на их основе на вершинах вольфрамовых острий или кремниевых кантилеверов позволяет повысить качество и разрешение зондовой диагностики. В работе продемонстрировано, что зонд на основе одиночного нановискера, локализованного на вершине кантилевера, позволяет повысить пространственное разрешение при сканировании образцов с разветвленным поверхностным рельефом.

Используя зонд на основе двумерной наноструктуры в виде двух ортогонально расположенных нановискеров, выращенных на вершине кантилевера или электрохимически заостренной вольфрамовой иглы, можно визуализировать как дно глубокого микроканала, так и боковую поверхность его стенки в одном эксперименте.

В этой главе также приведены результаты применения зондов-наноскальпелей на основе углеродных лезвий для локальной модификации поверхностей образцов. За счет осевой несимметричности формы данные структуры более устойчивы к продольным механическим нагрузкам по сравнению с нановискерами, что является принципиальным для зондовой литографии. Представлены результаты экспериментов по формированию глубоких, узких микроканалов в режиме силовой литографии с помощью зондов-наноскальпелей.

Также в данной главе предложен зонд с проводящей нанопетлей, сформированной на вершине кантилевера, представляющий интерес при локальных исследованиях магнитных свойств образцов. Показано, что при колебаниях такого зонда в неоднородном магнитном поле в проводящем нанокольце будет возникать электродвижущая сила (ЭДС), приводящая к появлению токов в кольце и соответствующей потере энергии, что должно влиять на фазу колебаний кантилевера в режиме магнитной силовой микроскопии (МСМ).

Далее в четвертой главе представлен вариант ближнепольного апертурного зонда с диаметром апертуры порядка 50 нм, модифицированного одиночным металл органическим нановискером. Локализация нановискера на краю апертуры обеспечивает высокое пространственное разрешение при сканировании рельефа поверхности в силовом режиме, а также увеличение чувствительности в режиме сканирующей ближнепольной оптической микроскопии (СБОМ), за счет концентрации электромагнитной энергии на острие нановискера.

В этой главе также приведены результаты исследований ансамбля периодически упорядоченного массива металлорганических нановискеров диаметром около 50 нм, длиной около 200 нм и периодом 240 нм, сформированных под действием фокусированного электронного пучка и покрытых слоем золота толщиной порядка 10 нм. В экспериментах измерялся спектр отражения электромагнитной волны от ансамбля нановискеров.

В заключение главы представлены микрофлюидные чипы с сетью наноканалов и ансамблями нановискеров для сортировки, фиксации и детектирования биологических объектов в нативном состоянии.

Научная новизна работы заключается в следующем:

• Впервые экспериментально показана возможность создания ансамбля полупроводниковых СаАэ нановискеров на вершинах электрохимически заостренных игл.

• Впервые с помощью метода сверхвысоковакуумной упругой туннельной спектроскопии измерена величина запрещенной зоны в одиночном полупроводниковом нановискере, локализованном на вершине острия зонда.

• Предложена математическая модель, объясняющая формирование углеродных нанолезвий под действием фокусированного электронного пучка. Предложен новый тип зондов-наноскальпел ей для манипулирования нанообъектами и их локальной модификации.

• Впервые экспериментально продемонстрировано, что использование кантилеверов с металлорганическими одиночными нановискерами с большим аспектным отношением повышает точность определения положения вертикальных стенок глубоких микроканалов.

• Предложен новый тип зондов на основе проводящей нанопетли для измерения локальных магнитных свойств образцов.

• Предложен новый способ создания ближнепольных апертурных зондов с локализованными одиночными нановискерами на краю апертуры.

• На основе пространственно-упорядоченного массива металлорганических нановискеров создан оптический элемент, генерирующий и распространяющий поверхностную плазмонную волну с частотой, лежащей в видимом диапазоне спектра. Впервые предложено использовать такой элемент одновременно как для оптического детектирования, так и для разделения нанообъектов в биопробе.

• Предложены и реализованы новые топологии микрофлюидных чипов на основе массивов наноструктур для захвата и фиксации биологических объектов.

Практическая значимость работы состоит в следующем:

• Предложенный подход, заключающийся в локализации одиночного нановискера на вершине острия малого радиуса, может найти практическое применение при исследовании характеристик одномерных одиночных полупроводниковых наноструктур.

• Результаты проведенных исследований могут стать основой для изготовления специализированных СЗМ зондов нового поколения с улучшенными характеристиками и новыми функциональными возможностями.

• Результаты проведенных исследований могут быть применены при создании микрофлюидных чипов с сетью наноканалов и ансамблем нановискеров для эффективной сортировки, фиксации и детектирования нанобиообъектов.

Положения, выносимые на защиту:

1. Полупроводниковые ОаАэ вертикальные нитевидные нанокристаллы (нановискеры) с поперечным размером около 50 нм и длиной в диапазоне (200 -900) нм могут быть сформированы с помощью молекулярно-пучковой эпитаксии по механизму пар-жидкость-кристалл на вершинах заостренных вольфрамовых игл, имеющих радиус кривизны более 100 нм.

2. Метод упругой туннельной спектроскопии в сверхвысоком вакууме обеспечивает измерение ширины запрещенной зоны одиночных полупроводниковых нановискеров, локализованных на вершине зонда сканирующего туннельного микроскопа. В случае ОаАз нановискера ширина запрещенной зоны, измеренная данным методом, составляет 1,5 эВ.

3. Метод фокусированного электронного пучка позволяет создавать углеродные нанолезвия с толщиной порядка 50 нм. Рост нанолезвия обусловлен влиянием электрического поля пучка на кинетику образующихся ионов углерода.

4. Одиночные металлорганические нановискеры с диаметром около 50 нм и длиной около 1000 нм, выращенные на вершине зондов-кантилеверов с радиусом закругления около 25 нм, механически устойчивы при работе в силовых модах и улучшают пространственное разрешение сканирующего зондового микроскопа при визуализации поверхностей с развитым рельефом.

5. Периодически-упорядоченный массив металлорганических нановискеров с

12

диаметром около 50 нм, высотой около 200 им и периодом 240 нм, сформированный под действием фокусированного электронного пучка, может быть использован в качестве оптической среды, генерирующей и передающей поверхностные плазмонные волны с частотой, соответствующей видимому, диапазону спектра.

Достоверность и надежность результатов.

Основные положения и выводы диссертации доказаны экспериментально и обоснованы теоретически. Достоверность и надежность результатов обеспечиваются тщательной проработкой инженерно-технического обеспечения экспериментов, подтверждаются высокой воспроизводимостью и согласованностью с результатами других исследований. Результаты работы опубликованы в авторитетных российских и международных журналах, докладывались на ведущих конференциях и симпозиумах по физике полупроводников.

Личный вклад автора.

В диссертации изложены результаты, полученные автором лично, либо при его непосредственном участии. Автор лично выдвигал идеи, предлагал пути решения поставленных задач, проводил основные эксперименты, обрабатывал и обобщал экспериментальные данные, изложенные в настоящей диссертации.

Апробация работы.

Основные результаты докладывались на следующих конференциях, симпозиумах и семинарах:

• 1 Ith International Conference on Atomically Controlled Surfaces, Interfaces and Nanostructures, St. Petersburg, Russia, 2011.

• European Materials Research Society, Nice, France, 2011;

• International Conference on Materials for Advanced Technologies, Suntec, Singapore, 2011;

• European Materials Research Society, Strasbourg, France, 2010;

• VII Всероссийская межвузовская конференция молодых ученых СПбГУ ИТМО, Санкт-Петербург, Россия, 2010 г.;

• II Всероссийская конференция «Многомасштабное моделирование процессов и

структур в нанотехнологиях», Москва, Россия, 2009 г.;

а также на научном семинаре Санкт-Петербургского Академического университета -научно-образовательного центра нанотехнологий РАН.

Публикации.

Основное содержание диссертации и результаты проведенных исследований опубликовано в десяти печатных работах. Список работ по материалам диссертации с указанием личного вклада приведен ниже.

1. А.О. Golubok, I.U. Popov, I.S. Mukhin, I.S. Lobanov. Creation and study of 2D and 3D carbon nanographs. Elsevier Physica E, 2011, doi: 10.1016/j .physe.2010.10.013. (создание экспериментальных образов и исследование их электронных характеристик, анализ результатов).

2. Голубок А.О., Самсоненко Ю.Б., Мухин И.С., Буравлев А.Д., Цырлин Г.Э. Формирование и исследование электрических характеристик одиночных GaAs нитевидных нанокристаллов на вольфрамовом острие. ФТП, 2011, том 45, выпуск 8,стр. 1079-1083.

(подготовка экспериментальных образов и исследование их электронных характеристик, анализ результатов).

3. Мухин И.С., Мухин М.С., Феклистов A.B., Голубок А.О. Специализированные СЗМ-зонды на основе каркасных вискерных структур. Научное Приборостроение, 2011, том 21, №3, стр. 23-29.

(подготовка экспериментальных образов, анализ результатов).

4. Чивилихин С.А., Голубок А.О., Мухин И.С. Рост нановискера под воздействием электронного пучка: математическая модель. НТВ ИТМО, 2010, № 2(66), стр. 7883.

(постановка задачи, сопоставление теоретических результатов и экспериментальных данных).

5. Голубок А.О., Ковров A.B., Левичев В.В., Мухин И.С., Приходько O.A. Формирование одиночных нановискеров на вершинах зондов сканирующего зондового микроскопа. НТВ ИТМО, 2009, № 4(62), стр. 82-87.

(подготовка экспериментальных образов, анализ результатов).

6. Evstrapov A.A., Mukhin I.S., Bukatin A.S., Kuhtevich I.V. Ion and electron beam assisted fabrication of nanostructures integrated in microfluidic chips. NIMB B, 2011, doi:10.1016/j.nimb.2011.08.035.

(создание экспериментальных образов, анализ результатов).

7. А.А. Евстрапов, И.С. Мухин, И.В. Кухтевич, А.С. Букатин. Метод сфокусированного ионного пучка при формировании наноразмерных структур в микрофлюидных чипах. Письма в ЖТФ, 2011, том 37, вып. 20, стр. 32-40. (создание экспериментальных образов, анализ результатов).

8. Кухтевич И.В., Букатин А.С., Мухин И.С., Евстрапов А.А. Микрофлюидные чипы с интегрированными наноразмерными структурами для фиксации биологических объектов. Научное Приборостроение, 2011, том 21, №3, стр. 17-22.

(создание экспериментальных образов, обработка и сопаставление экспериментальных результатов).

9. И. В. Кухтевич, А. С. Букатин, А. А. Евстрапов, И. С. Мухин. Создание аналитической установки для биологических исследований на основе оптического микроскопа Axio Observer D1 и микрочиповых технологий. Ч. 1. Научное Приборостроение, 2010, том 20, вып. 3, стр. 3-8.

(подготовка экспериментальных образов, анализ результатов).

10. Евстрапов А.А., Мухин И.С, Кухтевич И.В., Букатин А.С. Применение ионной литографии для формирования наноразмерных каналов микрофлюидных чипов в стеклянных подложках. НТВ ИТМО, 2010, № 4(68), стр. 59-63.

(создание экспериментальных образов, анализ результатов).

Заключение диссертации по теме «Физика полупроводников», Мухин, Иван Сергеевич

Основные результаты данной работы заключаются в следующем:

• Массив полупроводниковых СтаАз нановискеров выращен методом молекулярно-пучковой эпитаксии на острие иглы. Освоена модификация массива с помощью технологии ФИП, обеспечивающая изменение его конфигурации с получением, в частности, одиночных нановискеров.

• Электронные характеристики одиночного ОаАэ нановискера определены с помощью метода сверхвысоковакуумной упругой туннельной спектроскопии. Анализ зависимости с11/с1У(У) показал, что ширина запрещенной зоны (ЗаА5 нановискера составляет-1,5 эВ.

• Предложена математическая модель, описывающая формирование двумерных углеродных наноструктур под действием фокусированного электронного пучка. Данная модель учитывает влияние электрического поля пучка электронов. В рамках предложенной модели разработана программа для численного моделирования формирования углеродного нанолезвия.

• Предложен метод формирования одномерных, двумерных и трехмерных локализованных наноструктур, состоящих из ОаАэ, С и металлорганических нановискеров.

• Проведено теоретическое исследование механической устойчивости нановискеров под действием продольной сжимающей силы. Определено значение критической силы потери устойчивости.

• Предложены модифицированные СЗМ зонды на основе нановискеров, повышающие пространственное разрешение при исследовании поверхностей с развитым рельефом.

• Предложены модифицированные СЗМ зонды-наноскальпели на основе одиночных С наноструктур для локальной модификации поверхности образцов.

• Предложен зонд на основе проводящей нанопетли для локального исследования магнитных свойств образцов.

• Предложен оптический элемент на основе массива металлорганических нановискеров, генерирующий и распространяющий поверхностную электромагнитную волну с частотой, соответствующей видимому диапазону спектра. • Предложены новые топологии микрофлюидных систем для фиксации, сортировки и детектирования биообъектов.

Заключение.

Настоящая работа посвящена исследованию процессов формирования малых ансамблей и одиночных полупроводниковых и металлорганических нановискеров, исследование их механических, электронных и оптических свойств, а также созданию на их основе функциональных наноструктур для локальной диагностики материалов.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Мухин, Иван Сергеевич, 2012 год

Список литературы.

1. JI. Ченг, К. Плог. Молекулярно-лучевая эпитаксия и гетероструктуры. М.: Мир. 1989. 584 с.

2. В.Г. Дубровский. Теоретические основы технологии полупроводниковых наноструктур: учебное пособие. СПб: Изд-во СПбГУ. 2006. 347 с.

3. By Younan Xia, Peidong Yand and etc. One-dimensional nanostructures: synthesis, characterization, and applications // Adv. Mater. 2003. Vol. 15. No. 5. P. 353.

4. Л.И. Магарилл, A.B. Чаплик, M.B. Энтин. Электроны в криволинейных структурах // УФН. 2005. Т. 175. № 9. С. 995.

5. Т. Н. Taminiau, F. D. Stefani, F. В. Segerink, and N. F. van Hulst. Optical antennas direct single-molecule emission // Nat. Photonics. 2008. N. 2. P. 234.

6. W.F. van Dorp. C.W. Hagen. A critical literature review of focused electron beam induced deposition // J. Appl. Phys. 2008. Vol. 104. No. 8. P. 0813101-42

7. P. Poncharal, Z.L. Wang, D. Ugarte, W.A. de Heer. Electrostatic deflections and electromechanical resonances of carbon nanotubes // Science. 1999. Vol. 283. P. 1513.

8. A.M. Кривцов, Н.Ф. Морозов. О механических характеристиках наноразмерных объектов // ФТТ. 2002. Т. 44. Вып. 12. С. 2158.

9. Л.Д.Ландау, Е.М.Лившиц. Квантовая механика. М.: физ.-мат.лит. 1963. 368 с.

10. J.M.Romo-Herrera, М. Terrones, Н. Terrones, S. Dag, V. Meunier. Covalent 2D and 3D networks from ID nanostructures: designing new material // NanoLett. 2007. Vol. 7. No. 3. P 570.

11. M. Terrones, F. Banhart, N. Grobert, J.-C. Charlier, H. Terrones, P.M. Ajayan. Molecular junctions by joining single-walled carbon nanotubes // PRL. 2002. Vol. 89. No. 7. P. 075505.

12. P.M. Ajayan, V. Ravikumar, J.-C. Charlier. Surface reconstructions and dimensional changes in single-walled carbon nanotubes // Phys. Rev.Lett. 1998. Vol. 81. No. 7. P. 1437

13. B.C. Satishkumar, P.J. Thomas, A. Govindaraj, C.N. Rao. Y-junction carbon nanotubes // Appl. Phys. Lett. 2000. Vol. 77. N. 16. P. 2530.

14. J. Park, C. Daraio, S. Jin, P.R. Bandaru. Three-way electrical gating characteristics of metallic Y-junction carbon nanotubes // Appl. Phys. Lett. 2006. Vol. 88. P. 243113.

15. N. Gothard, C. Daraio, J. Gaillard, R. Zidan, S. Jin, A.M. Rao. Controlled Growth of Y-Junction Nanotubes Using Ti-Doped Vapor Catalyst // Nano Lett. 2004. Vol. 4. No. 2. P. 213.

16. M. S. Fuhrer, J. NygHrd, L. Shih, M. Forero, Young-Gui Yoon, M. S. C. Mazzoni, Hyoung Joon Choi, Jisoon Ihm, Steven G. Louie, A. Zettl, Paul L. McEuen. Crossed nanotube junctions // Scince. 2000. Vol. 288. P. 494.

17. Y. Huang, X. Duan, Y. Cui, L.J. Lauhon, K.-H. Kim, C.M. Lieber. Logic gates and computation from assembled nanowire buildings block // Science. 2001. Vol. 294, P. 1313.

18. Y. Cui, C.M. Lieber. Functional Nanoscale Electronic Devices Assembled Using Silicon Nanowire Building Blocks // Scince. 2001. Vol. 291. P. 851.

19. Y. Cui, L.J. Lauhon, M.S. Gudiksen, J. Wang, C.M. Lieber. Diameter-controlled synthesis of single-crystal silicon nanowires // Appl. Phys. Lett. 2001. Vol. 78. P. 2214.

20. Y. Huang, X. Duan, Q. Wei, C.M. Lieber. Directed assembly of one-dimensional nanostructures into functional networks // Science. 2001. Vol. 291. P. 630.

21. X. Duan, C.M. Lieber. Laser-Assisted Catalytic Growth of Single Crystal GaN Nanowires // J. Am. Chem. Soc. 2000. Vol. 122. P. 188.

22. R.S. Wagner and W.C. Ellis. Vapor-Liquid-Solid Mechanism of Single Crystal Growth // Appl. Phys. Lett. 1964. Vol. 4. No. 5. P. 89.

23. Гиваргизов Е.И., Чернов A.A. Скорость роста нитевидных кристаллов по механизму пар-жидкость-кристалл и роль поверхностной энергии // Кристаллография. 1973. Т. 18. № 1. С. 147.

24. Горбунова К.М, Никифорова A.A. Физико-химические основы процесса химического никелирования. Учеб. пособие. М: АН СССР. 1960. 423 с.

25. Ohachi Т., Taniguchi I. Growth of Silver Whiskers and Transport of Silver Atoms in Silver Atoms in Silver Chalcogenides // Sei. Eng. Rev. Doshisha Univ. 1974. V. 15. № 1. P. 1.

26. Бережкова Г. В. Нитевидные кристаллы. Учеб. пособие. М:Наука. 1969. 155 с.

27. P. G. Lucasson, R. М. Walker. Energy dependence of electron-induced atomic displacements in AI, Ag, Cu, Fe //Faraday Soc. 1961. №31. P. 57.

28. Alfredo M. Morales, Charles M. Lieber. A laser ablation method for the synthesis of crystaline semiconductor nanowires // Science, 1998. № 279. P. 208.

29. Randolph S. J., Fowlkes J. D. and Rack P. D. Focused, Nanoscale Electron-Beam-Induced Deposition and Etching // Critical Reviews in Solid State and Materials Sciences. 2006.Vol.31:3.P. 55.

30. N. Silvis-Cividjian, C.W. Hägen, P. Kruit. Direct fabrication of nanowires in an electron microscope // Appl. Phys. Let. 2003. № 20. P. 3514.

31. J. Hiller. On the investigation of specimen contamination in the electron microscope // J. App. Phys. 1948. Vol. 19. P. 226.

32. A. G. Baker and W. C. Morris. Deposition of metallic films by electron impact decomposition of organometallic vapors // Review of Scientific Instruments. 1961. Vol. 32, P. 458.

33. J. Tersoff and D. R. Hamann. Theory and application for the scanning tunneling microscope // Phys. Rev. Lett. 1983. Vol. 50. P. 1998.

34. J. Tersoff and D.B. Hamann, Theory of the scanning tunneling microscope // Phys. Rev. B. 1985. Vol. 51. P. 805.

35. В.Я. Демиховский, Д.О. Филатов. Исследование электронных состояний в низкоразмерных структурах методами сканирующей зондовой микроскопии. Н.Н. 2007. 77 с.

36. J.A.Kubby, J.J. Boland. Scanning tunneling microscopy of semiconductor surfaces // Surface Science Reports. 1996. Vol. No. 26. P. 61.

37. R.L. Mehan, J.A. Herzog. Mechanical properties of whiskers. Inc.: New York. 1970 P. 157-195.

38. C.C. Evans. Whiskers. MB.: London. 1972. P. 46-65.

39. M.M.J. Treacy, T.W. Ebbesen, J.M. Gibson. Exceptionally high Young's modulus observed for individual carbon nanotubes // Nature. 1996. Vol. 381. P. 678.

40. P. Poncharal, Z.L. Wang, D. Ugarte, W.A. de Heer. Electrostatic deflections and electromechanical resonances of carbon nanotubes // Science. 1999. Vol. 283. P. 1513.

41. E.W. Wong, P.E. Sheehan, C.M. Lieber. Nanobeam mechanics: elasticity, strength, and toughness of nanorods and nanotubes // Science. 1997. Vol. 277. P. 1971.

42. Young R. Field Emission Ultramicrometer // Rev. Sci. Instrum. 1966. Vol. 37. P. 275.

43. Young R., Ward J., Scire F. Observation of Metal-Vacuum-Metal Tunneling, Field Emission and Transition Region // Phys. Rev. Lett. 1971. Vol. 27. P. 922.

44. Young R., Ward J., Scire F. The Topografmer: An Instrument for Measuring Surface Microtopography // Rev. Sci. Instrum. 1972. Vol. 43. P. 999.

45. Binnig G., Rohrer H. Scanning tunneling microscopy // Helv. Phys. Acta. 1982. Vol. 55. P. 726.

46. Binnig G., Rohrer H., Gerber Ch., Weibel E. Tunneling through a controllable vacuum gap //Appl. Phys. Lett. 1982. Vol. 40. P. 178.

47. Binnig G., Rohrer H., Gerber Ch., Weibel E. 7 * 7 Reconstruction on Si(l 11) Resolved in Real Space // Phys. Rev. Lett. 1983. Vol. 50. P. 120.

48. Wichramasinghe H. Progress in scanning probe microscopy // Acta materiala. 2000. Vol. 48. P. 347.

49. Блохинцев Д.И. Основы квантовой механики. М.: Наука. 1983. 664 с.

113

50. Ландау Л.Д., Лнфшид Е.М. Квантовая механика (нерелятивистская теория). Издание 5-е. -М.: Физматлит. 2001. 808 с.

51. Миронов В.Л. Основы сканирующей зондовой микроскопии. М.: Техносфера. 2005. 144 с.

52. B.C. Летохов. Проблемы нанооптики // УФН. 1999. Т. 169. №. 3. С. 345.

53. М.Н. Либенсон. Преодоление дифракционного предела в оптике // Соросовский образовательный журнал. 2000. Т. 6. №. 3. С. 99.

54. A. Manz, N. Graber, Н. Widmer. Miniaturized total chemical analysis systems, a novel concept for chemical sensing // Sensors and Actuators B. 1990. Chemical В 1(1:6). P. 244.

55. A.A. Евстрапов. Физические методы управления движением и разделением микрочастиц в жидких средах. I. Диэлектрофорез, фотофорез, оптофорез, оптический пинцет// Научное приборостроение. 2005. Т. 15. № 1. С. 1.

56. P. Abgrall, А-М Gu'e. Lab-on-chip technologies: making a microfluidic network and coupling it into a complete microsystem - a review // J. Micromech. Microeng. 2007. Vol. 17. P. 15.

57. Y. Huang, X. Duan, Q. Wei, C.M. Lieber. Directed assembly of one-dimensional nanostructures into functional networks // Science. 2001. Vol. 291. P. 630.

58. М.Н. Либенсон. Преодоление дифракционного предела в оптике // Соросовский образовательный журнал. 2000. Т. 6. №. 3. С. 99.

59. V.G. Kravets, F. Schedin, A.N. Grigorenko. Extremely narrow plasmon resonances on diffraction coupling of localized plasmons in arrays of metallic nanoparticles // Phys. Rev. Lett. 2008. Vol. 101. P. 087403.

60. К. Борен, Д. Хафмен. Поглощение и рассеяние света малыми частицами. М.: Мир. 1986. 664 с.

61. Г.Э. Цырлин, В.Г. Дубровский, Н.В. Сибирев, И.П. Сошников, Ю.Б. Самсоненко, А.А. Тонких, В.М. Устинов. Диффузионный механизм роста нановискеров GaAs и AlGaAs в методе молекулярно-пучковой эпитаксии // ФТП. 2005. Т. 39. Вып. 5. С. 587.

62. В.А. Быков. Микромеханика для сканирующей зондовой микроскопии и нанотехнологии. Учеб. Пособие. М.: Мир электроники. 2005. 356 с.

63. Р. Балеску. Равновесная и неравновесная статическая механика. Учеб. пособие. М: Мир. 1978. 399 с.

64. Botman A., Mulders J. J. L., Weemaes R., Mentink S. Purification of platinum and gold structures after electron-beam-induced deposition // Nanotechnology. 2006. Vol. 17. P. 3779.

65. Mohammad Yeakub Ali, Wayne Hung and Fu Yongqi. A Review of Focused Ion Beam Sputtering // Int. J. of Precision Engineering And Manufacturing. 2010. Vol. 11, No. 1. P. 157.

66. X. Duan, Yu Huang, Yi Cui, J. Wang, Ch.M. Lieber. Indium phosphide nanowires as building blocks for nanoscale electronic and optoelectronic devices // Nature. 2001. Vol. 409. P. 66.

67. K. Haraguchi, T. Katsuyama, K. Hiruma, K. Ogawa. // Appl. Phys. Lett. 1991. Vol. 60. P. 745.

68. П.А. Дементьев, M.C. Дунаевский, Ю.Б. Самсоненко, Г.Э. Ц ырлин, А.Н. Титков. Вольт-амперные характеристики легированных кремнием нитевидных нанокристаллов GaAs с защитным покрытием AlGaAs, заращённых нелегированным слоем GaAs // ФТП. 2010. Вып. 44. № 5. С. 636.

69. Golubok А.О. Davydov D.N. Rykov S.A. Local tunneling spectroscopy of n-РЬТе surface // Ultramicroscopy. 1992. Vol. 42-44. P. 878.

70. Э. Бурштейн., С. Лундквист. Туннельные явления в твёрдых телах. М.: Мир. 1973. 421 с.

71. В. Туртов. Твердлотельная электроника. М.: Техносфера. 2005. 408 с.

72. Ю.Б. Самсоненко, Г.Э. Цырлин, А.И. Хребтов, А.Д. Буравлев, Н.К. Поляков, В.П. Улин, В.Г. Дубровский, P. Werner. Исследование процессов самокаталитического роста GaAs нитевидных кристаллов на модифицированных поверхностях Si(lll), полученных методом молекулярно-пучковой эпитаксии // ФТП. 2011. Т. 45. Вып. 4. С. 441.

73. М.А. Kokoreva, V.A. Margulis, М.А. Pyataev. Electron transport in a two-terminal Aharonov-Bohm ring with impurities // Physica E. 2011. Vol. 43. Is. 9. P. 1610.

74. A.O. Goluboka, I.S. Mukhinc, I.U. Popova, I.S. Lobanov. Creation and study of 2D and 3D carbon nanographs // Physica E. 2012. Vol. 44. Is. 6. P. 976.

75. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика. Т.VII. Теория упругости. М.: Физматлит. 2003. 264 с.

76. Камке Э. Справочник по обыкновенным дифференциальным уравнениям. М.: Наука. 1971. 589 с.

77. Прочность, устойчивость, колебания. Справочник, т.З. Под ред. А.И.Биргера и Я.Г.Пановко. М.: Машиностроение. 1968. 567 с.

78. А. А. Васильев, С. Ю. Керпелева, В. В. Котов, И. Д. Сапожников, А. О. Голубок. Датчик локального силового и туннельного взаимодействий в сканирующем зондовом микроскопе // Научное Приборостроение. 2005. Т. 15. №1. С. 62.

115

79. Y.Martin, H.K.Wickramasinghe. Magnetic imaging by "force microscopy" with 1000 A resolution 11 Appl. Phys. Lett. 1987. Vol. 50. No. 20. P. 1455.

80. M. Burresi, D. van Oosten, T. Kampfrath, H. Schoenmaker, R. Heideman, A. Leinse, L. Kuipers. Probing the Magnetic Field of Light at Optical Frequencies // Science. V. 326. P 550.

81. Ландау Л.Д., Лившиц Е.М. Краткий курс теоретической физики. Механика. Книга 1.М.: Наука. 1972. 368 с.

82. J.Wang et al. Exchange Coupling and Spin Transport in Hybrid Spintronic Devices // Nature Phys. 2010. V. 6. P. 389.

83. Emit Finkler, Yehonathan Segev, Yuri Myasoedov, Michael L. Rappaport, Lior Ne'eman, Denis Vasyukov, Eli Zeldov, Martin E. Huber, Jens Martin and Amir Yacoby. Self-Aligned Nanoscale SQUID on a Tip //Nano Lett. 2010. Vol. 10. No. 3. P. 1046.

84. E. J. Romans, E. J. Osley, L. Young, P. A. Warburton, and W. Li. Three-dimensional nanoscale superconducting quantum interference device pickup loops // Appl. Phys. Lett. 2010. Vol. 97. No. 22. P. 222506.

85. B.F. Keilmann, R. Hillenbrand. Near-field microscopy by elastic light scattering from a tip // Phil. Trans. R. Soc. Lond. A. 2004. Vol. 362. P. 787.

86. Heinrich G. Frey, SusanneWitt, Karin Felderer, and Reinhard Guckenberger. HighResolution Imaging of Single Fluorescent Molecules with the Optical Near-Field of a Metal Tip // Phys. Rev. Lett. 2004. Vol. 93. No. 20. P. 200801.

Al. A.O. Golubok, I.U. Popov, I.S. Mukhin, I.S. Lobanov. Creation and study of 2D and 3D carbon nanographs. Elsevier Physica E, 2011, doi: 10.1016/j.physe.2010.10.013.

A2. Голубок A.O., Самсоненко Ю.Б., Мухин И.С., Буравлев А.Д., Цырлин Г.Э. Формирование и исследование электрических характеристик одиночных GaAs нитевидных нанокристаллов на вольфрамовом острие. ФТП, 2011, том 45, выпуск 8, стр. 1079-1083.

A3. Мухин И.С., Мухин М.С., Феклистов А.В., Голубок А.О. Специализированные СЗМ-зонды на основе каркасных вискерных структур. Научное Приборостроение, 2011, том 21, №3, стр. 23-29.

А4. Чивилихин С.А., Голубок А.О., Мухин И.С. Рост нановискера под воздействием электронного пучка: математическая модель. НТВ ИТМО, 2010, № 2(66), стр. 78-83.

А5. Голубок А.О., Ковров А.В., Левичев В.В., Мухин И.С., Приходько О.А. Формирование одиночных нановискеров на вершинах зондов сканирующего зондового микроскопа. НТВ ИТМО, 2009, № 4(62), стр. 82-87.

116

А6. Evstrapov А.А., Mukhin I.S., Bukatin A.S., Kuhtevich I.V. Ion and electron beam assisted fabrication of nanostructures integrated in microfluidic chips. NIMB B, 2011, doi: 10.1016/j.nimb.2011.08.035.

A7. A.A. Евстрапов, И.С. Мухин, И.В. Кухтевич, А.С. Букатин. Метод сфокусированного ионного пучка при формировании наноразмерных структур в микрофлюидных чипах. Письма в ЖТФ, 2011, том 37, вып. 20, стр. 32-40.

А8. Кухтевич И.В., Букатин А.С., Мухин И.С., Евстрапов А.А. Микрофлюидные чипы с интегрированными наноразмерными структурами для фиксации биологических объектов. Научное Приборостроение, 2011, том 21, №3, стр. 17-22.

А9. И. В. Кухтевич, А. С. Букатин, А. А. Евстрапов, И. С. Мухин. Создание аналитической установки для биологических исследований на основе оптического микроскопа Axio Observer D1 и микрочиповых технологий. Ч. 1. Научное Приборостроение, 2010, том 20, вып. 3, стр. 3-8.

А10. Евстрапов А.А., Мухин И.С, Кухтевич И.В., Букатин А.С. Применение ионной литографии для формирования наноразмерных каналов микрофлюидных чипов в стеклянных подложках. НТВ ИТМО, 2010, № 4(68), стр. 59-63.