Исследование механизмов создания наноструктур на поверхности твердого тела с помощью сканирующего туннельного микроскопа и микроскопа атомных сил тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

на правах рукописи

С Л

Ш; Ш

Еругаков Алексей Викторович

ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМОВ СОЗДАНИЯ НАНОСТРУКТУР НА ПОВЕРХНОСТИ ТВЕРДОГО ТЕЛА С ПОМОЩЬЮ СКАНИРУЮЩЕГО ТУННЕЛЬНОГО МИКРОСКОПА И МИКРОСКОПА АТОМНЫХ СИЛ

Специальность 0104.07 - физика твёрдого тела

Автореферат диссертации иа соискание учёной степени кандидата фшико-математических наук

Санкт-Петербург 1998

Работ выполнена в отлеле электроники твёрдого тела Научно-исследовательского института фишки Санкт-Петербургского государственного университета.

Научный руководитель: доктор физико-математических наук,

профессор Ада мчу к В. К".

Официальные оппонептьс доктор физико-математических наук.

профессор Либенгон М Н.

доктор физико-математических наук, профессор Титков А. Н.

Ведушая организация: Институт аналитического приборостроения РАН.

.oíaшита лиссертапии состоится 1998г.

в ir ч. SO мин. на заседании диссертационного совета Д06357.32 по зашите диссертаций на соискание учёной степени доктор;! физико-математических наук в Санкт-Петербургском государстве!шом университете по адресу: 199034, Санкт-Петербург, Университетская наб, 7/9, ауд. 85

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке СГ16ГУ.

Автореферат разослан

Огзьши на автореферат присылать по адресу: 198904, Санкт-Петербург, Ст.Петергоф, Ульшювская I, НИИФ СПбГУ, диссовет Д.06357.32

Учёный секретарь диссертационного совета,

д.ф.-м.н. В.А.Соловьев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИС1ЖА РАЮТЫ.

Актуальность работы. Разработка надежных, хорошо контролируемых методов создания наноструктур на поверхности твердых тел является ключевой задачей для создания быстродействующих устройств по сверхплотной записи и хранению информации, необходимых для обеспечения высоких скоростей передачи информации в компьютерных сетях, а также для новых технологий производства элементов микроэлектроники.

Сканирующие туннельные микроскопы (СТМ) позволяют модифицировать поверхность, создавая топографические особенности размером от нескольких ангстрем до нескольких сотен ангстрем, что показывает возможность записи информации с плотностью в сотни тысяч раз превышающей плотность, достигаемую используемыми в настоящее время оптическими и магнитными методами записи.

Модификация поверхности с помощью СТМ производится либо посредством индентации, либо посредством подачи повышенной разности потенциалов между острием и образцом или импульсов напряжения на острие, что приводит к реализации различных физических и физико-химических процессов, модифицирующих поверхность в области непосредственно под острием. В настоящее время модификация поверхности указанными способами исследована для ряда избранных материалов в различных средах. Определены параметры процесса модификации, предложены механизмы, показана устойчивость структур в течение длительного времени. Однако, при разработке методов модификации необходимо учитывать также такие факторы, как устойчивость созданной структуры к многократному считыванию и скорость процессов записи и считывания, которые в большинстве случаев остались не исследованными. В связи с вышесказанным исследование физико-химических процессов на атомном уровне, позволяющих создать и сохранить наноструктуры на поверхности твердого тела, является актуальной задачей физики твердого тела.

Разработка способов записи информации требует оптимизации конструкции СТМ для повышения надежности его работы, увеличения области сканирования и повышения быстродействия системы обратной связи, которая является лимитирующим фактором в быстродействии прибора и, следовательно, всего процесса.

Сканирукмций туннельный микроскоп может работать только на проводящих поверхностях, что исключает возможность кодирования информации чередованием проводящих и непроводящих участков. Микроскопы атомных сил ( MAC ) работают как на проводящих, так и на диэлектрических поверхностях и при использовании проводящего острия позволяют регистрировать локальное изменение проводимости. В традиционных конструкциях MAC с мягким сенсором силы это возможно только в контактном режиме работы. Однако, в этом случае силы взаимодействия острия с образцом ( межатомные силы отталкивания ) могут вызвать неупругие деформации и привести к разрушению как острия, так и поверхности. Это полностью исключает использование приборов данных конструкций для считывания информации. Альтернативным подходом является использование пьезоэлектрических сенсоров силы, которые позволяют детектировать силы во всем диапазоне их действия и поддерживать острие на таком расстоянии от поверхности, чтобы не вызывать разрушений. Регистрация сил межатомного взаимодействия с помощью пьезокерамического элемента позволяет объединить функции СТМ и MAC в одном приборе и получать одновременно информацию о топографии поверхности и ее электропроводящих свойствах. В связи с вышесказанным настоящая работа, посвященная исследованию физико-химических процессов, сопровождающих взаимодействие острия с поверхностью твердого тела, и оптимизации режимов работы СТМ и MAC для процессов создания и исследования наноструктур на поверхности твёрдых тел является актуальной.

наноструктур на поверхности твердого тела с помощью сканирующего туннельного микроскопа и микроскопа атомных сил. В связи с этим были поставлены следующие задачи:

1. Разработать и создать сканирующий туннельный микроскоп с большим полем сканирования для модификации поверхности и исследования топографических особенностей размером от нескольких ангстрем до Юрм.

2. Разработать и создать микроскоп атомных сил с одновременной регистрацией туннельного тока для исследования поверхностей с различной локальной проводимостью.

состояла в исследовании механизмов создания

3. Провесга теоретическое моделирование режима изодинамического сканирования для разработанного МАС/СТМ

4. Провести исследование процесса локальной модификации тонкой алмазной пленки на кремнии посредством воздействия импульсами напряжения.

5. Исследовать процесс модификации пленки золота на кремнии методом индентации с помощью СТМ

6. Провести исследование процесса создания палладиевых наноструктур на поверхности 51(111) с использованием металлорганического комплекса Рб(С3Н5)(С5Н5) при воздействии СТМ

7. Провести с помощью СТМ исследование изменений структуры поверхности (0001)графита с адсорбированным лантаном при прогреве до различных температур в условиях сверхвысокого вакуума.

1. Проведено теоретическое моделирование процесса сканирования в нзодинамическом режиме граней золота ( 111 ), ( 011 ), ( 001 ) остриями из вольфрама и хрома с использованием потенциалов межатомного взаимодействия, полученных на основании квантовохимических расчетов.

2. В результате экспериментов по модификации золотой плёнки па кремнии методом индентации с использованием вольфрамового острия показана возможность создания стабильных наноструктур этим методом.

3. Проведено исследование процесса разрушения алмазной пленки на кремнии под действием импульсов напряжения с помощью разработанного MAC Определены пороговое напряжение и продолжительность импульсов.

4. Впервые проведено исследование процесса осаждения палладия на поверхность Si(lll) посредством разложения Pd^HsXCsHs) под действием электронов, эмитированных" с острия СТМ

5. Разработанные оригинальные конструкции пьсзодвигателя, системы грубой подводки острия, системы обратной связи позволили создать СТМ с полем сканирования 200 мкм х 200 мкм и разрешающей способностью ЗА по нормали к образцу и ЮА в плоскости образца.

6. Разработан метод детектирования сил межатомного взаимодействия посредством пьезоэффекта пьезокерамического манипулятора. Создан MAC, позволяющий одновременную регистрацию туннельного тока при сканировании.

7. Впервые показана возможность получения в системе графит-лантан поверхностной фазы со структурой л/з хл/з Я30° по отношению к элементарной ячейке поверхности (0001) графита, характерной для интеркалятов металлов. Практическая значимость:

1. Разработанный и созданный сканирующий туннельный микроскоп с большим полем сканирования, работающий на воздухе, нашёл практическое применение для исследования топографии поверхности элементов оптики и микроэлектроники в следующих научных и производственных организациях: НИИ Полюс", Физико-технический Институт им А.Ф.Иоффе, Казанский Оптический Институт, Государственный Оптический Институт им. СЛВавилова.

2. На основе разработанного метода детектирования сил межатомного взаимодействия с помощью пьезоэффекта в пьезодвигателе сканирующего туннельного микроскопа был создан атомно-силовой/туннельный микроскоп, позволяющий производить сканирование в изодинамическом режиме с одновременной регистрацией туннельного тока. Прибор может быть использован в микроэлектронной промышленности для измерения параметров структур.

3. Результаты исследований стабильности и условий создания наноструктур на поверхности золота методом индентации и локального разрушения алмазной пленки посредством воздействия импульсами напряжения могут быть использованы при практическом воплощении устройств записи и считывания информации на основе сканирующего туннельного микроскопа и микроскопа атомных сил.

Ф. Результаты исследований процесса создания галладиевых структур на поверхности 51(111) посредством разложения Р^Сз^ХС^ВД с помощью СТМ могут быть использованы при разработке процессов нанолитографии.

1. В результате теоретического моделирования сканирования в изодинамическом режиме кристаллографических граней золота остриями различной формы из и Сг было показано, что в диапазоне сил притяжения 10"Ю-3-10"9Н при сканировании остриём в форме пирамиды с одним атомом на конце можно получить атомарное разрешение с величиной корругаций 0.1-0.3А. При использовании острия в виде сегмента сферы с радиусом 1000А величина сил притяжения составляет ЮЧО^Н в диапазоне расстояний остриё-образец 3-7А, что соответствует

интервалу расстояний при получении изображений СТМ в режиме постоянного тока.

2. Модификация диэлектрической алмазной плёнки на поверхности 51(111) с помощью разработанного микроскопа атомных сил при воздействии импульсами напряжения происходит в результате стимулирования фазового перехода алмаз-графит при напряжённости электрического поля >3-107В/см. Получаемые структуры стабильны, обладают высокой электропроводностью и имеют размер в поперечнике ~80нм.

3. Осаждение Рс1 на поверхности 31(111) с помощью СТМ из металлорганического комплекса Рс1(СзН5)(С5Н5), адсорбированного на поверхности, происходит при напряжении на образце >2,75В под воздействием электронов, эмитированных с острил. Этот метод может быть использован для создания на поверхности $¡(111) палладиевых структур произвольной формы с шириной линии ~30нм.

4. Результаты исследования модификации золотой плёнки на кремнии методом индентации с помощью СТМ показывают, что созданные структуры при диаметре углублений ЗОнм, глубине 15нм и расстоянием между ними не менее 4нм являются устойчивыми.

5. Посредством высокотемпературного отжига(1100°О на поверхности графита (0001) с адсорбированным лантаном может быть получена поверхностная фаза иитеркалятоподобного соединения.

Материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались на Международной отраслевой выставке «Наука 88» (Москва, 1988), Международной научно-технической выставке «Научприбор 89» (Берлин, ГДР, 1989 г.), Всесоюзной конференции «Поверхность 89» (Черноголовка, 1989 г.), 6-ой Международной конференции по сканирующей туннельной микроскопии СТМ-91 (Интерлакен, Швейцария, 1991) (6th International Conference on Scanning Tunneling Microscopy, STM'91 (Interlaken, Switzerland, 1991)), Второй международной конференции по нанотехнологии и науке (Москва, 1993) (Second International Conference on nanometer scale science and technology (Moscow, Russia, 1993)), Третьем совещании по промышленному применению сканирующей острийной микроскопии (Гейтерсбург, Мериленд, США, 1996) (Third workshop on industrial applications of scanning probe microscopy (Gaithersburg, Md., USA, 1996)) и опубликованы в работах [1-12].

Диосертация состоит из введения, четырех глав, выводов, списка цитируемой литературы и приложения. Общий объём диссертации составляет 153 страницы, в том числе 4 таблицы, 42 рисунка, список цитируемой литературы, состоящий из 160 наименований и приложения из 3 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе дан обзор современного состояния туннельной и атомно-силовой микроскопии и методов модификации поверхности с помощью СТМ и MAC Рассмотрены различные аспекты функционирования СТМ и факторы, влияющие на процесс получения изображений. Отмечено, что для корректного проведения эксперимента необходим тщательный анализ и оптимизация конструкционного решения прибора. Важнейшей частью СТМ является система обратной связи, поскольку её быстродействие определяет допустимые скорости сканирования, а неправильная работа может приводить к появлению несуществующих деталей изображения и к повреждению исследуемой поверхности.

В настоящее время имеется большое количество конструкционных решений MAC Традиционная конструкция основана на использовании острия, закреплённого на упругой пластине (кантилевере) с жёсткостью 1-ЮН/м, что не позволяет во многих случаях стабильно поддерживать остриё в диапазоне действия сил атомного притяжения, где градиент сил превышает константу упругости кантилевера. В результате этого существует два изодинамических режима сканирования: бесконтактный-в диапазоне действия сил Ван-дер-Ваальса и контактный - в диапазоне действия сил межатомного отталкивания. Первый не позволяет получать высокого разрешения в силу большого расстояния остриё-поверхность, а при сканировании во втором режиме остриё оказывает сильное воздействие на поверхность, что в некоторых случаях может приводить к повреждению поверхности.

Анализ литературных данных по исследованиям методов модификации поверхности с помощью СТМ и MAC показывает, что одной из задач дальнейшего развития исследований в этой области является разработка метода детектирования короткодействующих сил

притяжения, что позволило бы создать прибор, объединяющий возможности СТМ и MAG

Ro пторой главе описан сканирующий туннельный микроскоп, разработанный и созданный для модификации и исследования поверхности с топографическими особенностями размером от нескольких ангстрем до нескольких микрон.

В приборе используются два типа пьезодвигателя: один - для сканирования большой области 200x200рлг при максимальном разрешении в плоскости образца ~10А и~ЗА по нормали к поверхности, другой - с полем сканирования 10хЮ|ом2 и разрешающей способностью 2А в плоскости образца и 0.1А по нормали. Пьезоманипуляторы представляют собой монолитные пьезокерамические стержни крестообразного сечения.

Разработанные конструкции механической системы подвода острия и закрепления образца позволяют исследовать образцы произвольной формы размером от 5мм до 300мм в поперечнике, что делает возможным проводить измерения как на лабораторных образцах, так и на стандартных кремниевых пластинах.

Процесс сканирования управляется с помощью компьютера IBM/PC. Управляющая программа позволяет автоматически изменять скорость сканирования в зависимости от шероховатости поверхности, выбирать участки для сканирования с высоким разрешением на основе результатов предыдущих сканов большей области и корректировать полученные данные с учётом нелинейности пьезокерамики.

Проведён теоретический анализ устойчивости обратной связи (ОО на основе критерия Найквисга. Исследована возможность использования фильтра нижних частот с целью повышения стабильности ОС при более высоких коэффициентах усиления, что повышает быстродействие системы. Найдено оптимальное значение частоты среза фильтра для разработанного прибора. Проведено моделирование процесса сканирования прямоугольной ступеньки с оптимизирующим фильтром и без него. Показано, что быстродействие оптимизированного прибора увеличилось более, чем в 5 раз. Оптимизированная обратная связь позволяет сканировать поверхности со скоростям! до 20 цм/сек.

В третьей главе описан разработанный метод регистрации силы взаимодействия острия с поверхностью с помощью пьезоэлектрического сигнала в пьезоманипуляторе.

Детектирование силы произволится следующим образом. На пьезокерамическую пластину, на которой закреплён образец, с помощью генератора переменного нарпряжения подаётся сигнал с частотой основного механического резонанса пьезоманипулятора, что вызывает малые колебания образца по оси Z. Вследствие колебаний величины зазора остриё-образец возникает осцилляция силы взаимодействия острия с поверхностью образца, что, в свою очередь, вызывает механические колебания на резонансной частоте и электрический сигнал в пьезоманипуляторе. Возникший электрический сигнал выделяется и передаётся в блок управления перемещением острия по оси Z. Блок управления в зависимости от поступающего сигнала вырабатывает и подаёт на пьезоманипулятор напряжение низкой частоты U^ управляющее зазором остриё-образец таким образом, что амплитуда колебаний переменнного напряжения поддерживается постоянной при сканировании острия вдоль поверхности. В этом случае величина сигнала U2 отображает топографию поверхности. Чувствительность прибора по силе, вычисленная на основании измеренного электрического шума и известной чувствительности пьезокерамики составляет Ю8Н.

Для оценки разрешающей способности прибора было проведено теоретическое моделирование процесса сканирования граней золота (100), (110), (111) остриями из вольфрама и хрома в форме пирамиды из И атомов и сегмента сферы радиусом 1000А, содержащим 1400 атомов. Для вычислений были использованы потенциалы взаимодействия атомов W и Сг с кристаллографическими гранями золота в позициях над атомом, над междоузлиями и над вакансией, оцененные из квантовохимических расчётов. Силы взаимодействия пирамидального и сферического острия с поверхностью вычислялись как сумма сил взаимодействия с поверхностью каждого отдельно взятого атома острия. Моделирование работы прибора осуществлялось посредством вычисления амплитуды осцилляции силы при колебании поверхности с заданной амплитудой и поиска такого расстояния между остриём и поверхностью, при котором амплитуда осцилляции силы равна заданной величине

Результаты моделирования показали, что при сканировании кристаллографических граней золота остриём в виде пирамиды с одним атомом в вершине можно получить атомное разрешение поверхности и

изображение вакансии в диапазоне значений сил притяжения Ю'Ю-3-Ю'9Е При этом наблюдаемая корругация составляет 0.1-0.3А.

Рассчитанные зависимости зазора между сферическим остриём и поверхностью от величины заданной силы взаимодействия приведены на Рис 1. Из зависимостей следует, что разработанный прибор при уровне шума 108Н и использовании острия с радиусом закругления 1000А или больше может поддерживать величину зазора остриё-поверхность в пределах 3-7А с точностью 0.2А, что соответствует интервалу расстояний при получении изображений в СТМ. Таким образом, теоретический расчёт показал, что разработанный прибор позволяет получать изображения топографии поверхности в изодинамическом режиме с разрешением ~02Апо нормали к поверхности и одновременно строить карту распределения туннельного тока на проводящих участках поверхности.

Рис 1. Зависимости величины зазора остриё-поверхность от величины заданной силы взаимодействия, вычисленные для кристаллографических граней золота и осгрий из W и Сг радиусом закругления 1000А

В четвёртой главе приведены результаты исследований по модификации поверхности с помощью СТМ и MAC с целью разработки методов создания наноструктур для процессов сверхплотной записи информации и технологий наноэлектроники.

Была проведена серия экспериментов по созданию наноструктур в тонкой золотой плёнке на кремнии методом индентации. Индентация производилась посредством подачи импульсов напряжения на

пьезоманипулятор. Было установлено, что размеры углублений пропорциональны амплитуде импульсов напряжения. Остриё в процессе индентации не претерпевает заметных изменений и может быть использовано для исследования созданных наноструктур- Структуры, состоящие из углублений диаметром>30нм и глубиной >15нм при расстоянии между ниш >4нм, являются устойчивыми в течение длительного времени. Наблюдаемая форма получаемых структур показывает, что выпуклости, образуемые в процессе индентации в результате вытеснения материала из углублений, существенно меньше по объёму, чем углубления. Это может быть объяснено наличием большого количества объёмных дефектов в поликристаллической плёнке золота, которые способны абсорбировать вытесняемые остриём атомы.

С помощью разработанного микроскопа атомных сил был исследован процесс модификации тонкой алмазной плёнки посредством воздействия импульсами напряжения. В данных экспериментах были использованы кремниевые пластины толщиной 02 мм с нанесённой на их поверхность алмазной плёнкой толщиной 200А. Зазор между образцом и остриём поддерживался системой обратной связи так, что сила взаимодействия остриё-образец составляла ~108 II Посредством воздействия на образец электрическими импульсами различной амплитуды и длительности с последующим контролем проводимости поверхности было установлено, что пороговое напряжение появления проводящей фазы составляет 60 вольт, что соответствует напряжённости поля ЗТО7 вольт/см. Изменение длительности импульсов в пределах 0.1—10 мке не влияло на результаты модификации. В местах воздействия электрическими импульсами появились выпуклости высотой -100А и максимальным размером ~800А в плоскости Х-У. В оже -спектре поверхности было обнаружено изменение формы пика углерода, характерное для перехода алмаз - аморфный графит. На основании этого был сделан вывод, что при воздействии электрическими импульсами происходит локальный разогрев поверхности, который приводит к фазовому превращению алмаз — аморфный графит.

С помощью СГМ было проведено исследование процесса создания палладиевых структур на поверхности 81(111) посредством разложения адсорбированного на поверхности металлорганического соединения Ра(СзН5)(С5Н5). Эксперименты проводились в вакуумной камере при давлении остаточных газов 5'10"торр. В камеру подавалось металлорганическое соединение до давления Ю^торр и производилось

сканирование остриём СГМ при различной величине и полярности напряжения остриё-образен. В результате проведённых экспериментов было показано, что осаждение Р4 на поверхности происходит при напряжении на образце >2,75В под воздействием электронов, эмитированных с острия. Таким способом могут быть созданы палладиевые структуры на поверхности 81(111) произвольной формы с шириной линии ~30нм. При отрицательном напряжении на острие происходило осаждение металла на поверхности образца, при противоположной полярности металл осаждался на острие. Этот факт может быть объяснён двумя возможными механизмами разложения комплекса. Первый механизм предполагает разложение под действием тепла, выделяемого при воздействии электронного пучка на поверхность. Второй механизм состоит в разложении адсорбированных молекул в результате их непосредственного возбуждения электронами пучка. Оба механизма объясняют зависимость скорости осаждения от величины туннельного тока. Однако, отсутствие; зависимости порогового напряжения образования наноструктур от величины туннельного тока и хорошее согласие значения порогового напряжения с энергией диссоциации лигандов, говорит в пользу механизма разложения под действием электронного удара.

С помощью СГМ было проведено исследование изменений структуры поверхности графита (0001) с адсорбированным лантаном при прогреве до 1100е С в вакууме. Эксперимент проводился в высоковакуумной камере при давлении остаточных газов порядка 10"торр. На поверхность (0001) высокоориентированного пиролитического графита производилось напыление 3-4 монослоёв Ьа, после чего в С(КУУ) оже-спектре образца наблюдалось появление триплетной структуры, сходной со структурой спектров карбидов (1-металлов. При последующем отжиге образца при температуре 600°С наблюдалось усиление структуры триплета. Отжиг при температуре 1100°С приводил к появлению пика с энергией 280эВ, который также наблюдается в оже-слектрах интеркалятов щелочных металлов. Анализ структуры поверхности образца производился с помощью СГМ на воздухе Исследования показали увеличение периода поверхностной электронной плотности с 2,5А (в исходном образце графита) до 4,2А, что говорит об образовании новой поверхностной структуры л/зх^/злзо0 по отношению к элементарной ячейке графита. Подобные структуры хорошо известны для интеркалятов щелочных металлоа Из результатов оже-спектров и

СТМ исследований поверхностной структуры можно сделать заключение, что в результате высокотемпературного отжига на поверхности произошло образование поверхностной фазы интеркалятоподобного соединения.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Проведено теоретическое моделирование взаимодействия поверхность -остриё при сканировании трех кристаллографических граней золота вольфрамовым и хромовым остриями на основе потенциалов межатомного взаимодействия, полученных из квантовохимических расчетов. Показано, что при изодинамическом сканировании поверхности золота остриём в виде пирамиды с одним атомом в вершине можно получить изображение поверхности с атомарным разрешением и изображение вакансии в диапазоне значений сил притяжения Ю''°-310^Н. При этом наблюдаемая высота атомов составляет 0.1-0.3А. При сканировании остриём в виде сферического сегмента радиусом 1000А силы взаимодействия имеют значение Ю'ЧО^Н при расстоянии 3-7А от поверхности.

2. Разработан метод детектирования сил межатомного взаимодействия с помощью пьеэоэффекта в пьезодвигателе сканирующего туннельного микроскопа.

3. Создан атомно-силовой/туннельный микроскоп, позволяющий производить сканирование в режиме постоянной силы взаимодействия острия с поверхностью и одновременную регистрацию туннельного тока.

4. Проведено исследование процесса модификации алмазной пленки на кремнии посредством воздействия электрическими импульсами с помощью MAG Показано, что пороговое значение напряжённости электрического поля для осуществления процесса, приводящего к появлению проводящей фазы в алмазной пленке толщиной 200А, составляет 3-Ю7 В/см. Механизмом модификации является фазовый переход алмаз-графит в результате локального разогрева под воздействием электрического тока.

5. Исследован процесс создания наноструктур на поверхности кремния методом осаждения палладия из соединения Рс1(С3Н;)(С5Н5) с помощью СТМ Показано, что осаждение палладия на поверхности происходит в результате разложения соединения под воздействием электронного пучка при энергиях электронов 2,75-5эВ.

6. Исследован процесс модификации поверхности золота методом индентации. Показано, что поверхностная структура, состоящая из углублений диаметром 300А, глубиной 150А и расстоянием между ними 40А, является устойчивой при комнатной температуре в течение недель.

7. Разработан и создан сканирующий туннельный микроскоп, работающий на воздухе. Процесс сканирования и обработка данных производится с помощью ЭВМ ШМ - РС.

8. Проведена оптимизация конфигурации пьезокерамического двигателя с целью увеличения поля сканирования.

9. Разработана система обратной связи, включающая дополнительный фильтр низких частот. Фильтр устраняет нестабильность в работе системы, связанную с наличием механического резонанса пьезокерамического двигателя. На основании критерия стабильности обратной связи Найквиста подобрана частота среза фильтра. Теоретическое моделирование работы системы обратной связи показало, что включение фильтра позволяет увеличить быстродействие системы в 5 раз.

10. Исследование с помощью СТМ и оже-электронной спектроскопии поверхности (0001) графита с адсорбированным лантаном показало, что при прогреве при температуре 1100°С на поверхности происходит образование фазы графита, интеркалированного лантаном : с поверхностной структурой -Узх-Узлзо0 по отношению к элементарной ячейке графита.

1. Адамчук В.К, Александров ВМ, Ермаков АБ, Любинецкий 11В, Исследование оптических поверхностей с помощью сканирующего туннельного микроскопа. Письма в ЖТФ, т.14, вД 1988, а 256-259.

2. Адамчук В.К, Ермаков АБ, Любинецкий ИБ. Сканирующий туннельный микроскоп с атомным разрешением на воздухе. Письма в ЖТФ, т.14., в.8, 1988, с 692-695.

3. Адамчук В.К, Александров ВМ, Ермаков АБ, Любинецкий ИБ. Применение сканирующего туннельного микроскопа для изучения областей поверхности размером 10x10 мкм. В Сб. Вопросы туннельной микроскопии. Под.ред. акад. Н.Н.Евтихеева, Москва. 1987, с. 100-105.

4. Адамчук В.К., Ермаков А.В., Любинецкий ИБ, Житомирский ГА, Панич А.Е. Сканирующий туннельный микроскоп на основе монолитного пьезоэлемента крестообразного сечения. ПТЭ, 5, 1989, с. 182-184.

5. Адамчук В. К, Любинецкий И. В, Ермаков А. В. Исследование поверхности графита и адсорбции на ней золота с помощью СТМ. Всесоюзная конференция "Поверхность 89", Черноголовка, 1989, июнь, с 70.

6. Адамчук В.К, Ермаков А. В, Федосеенко С И. Сканирующий туннельный и силовой микроскопы для сверхплотной записи и считывания информации. Электронная промышленность, 3,1991, а 14-25.

7. Adamchuk V.K., Ermakov A.V., Fedoseenko S.I. Scanning tunneling microscope with large scan range. Ultramicroscopy, v. 42-44, 1992, p.p. 16021605.

8. Adamchuk V.K., Ermakov A.V. Device for direct writing and reading-out of information based on the scanning tunneling microscope. Ultramicroscopy, v.45, 1992, p.p. 1-4.

9. Dobrotvorskii A.M., Adamchuk V.K., Afanasieva О. V., Ermakov A.V. The simulation of interactions in atomic force microscope by multi-center atomic potential method. Proceedings of Second International conference on nanometer scale science and technology. Moscow, 1993, p. 48.

10. Prudnikova G.V., Vjatkin A.G., Ermakov A.V., Shikin A.M., Adamchuk V.K. Surface intercalation of graphite by lanthanum. J. of Electron Spectroscopy and Related Phenomena, v. 68, 1994, p.p. 427-430.

11. Saulys D. S., Ermakov A. V., Garfunkel E. L., Dowben P. A. Electron-beam-induced petterned deposition of allylcyclopentadienyl palladium using scanning tunneling microscopy. J.Appl.Phys., v. 76(11), 1994, pp. 7639-7641.

12. Ermakov A. V., Garfunkel E. L. An atomic force microscope with a novel piezoceramic sensor. Proceedings of third workshop on industrial application of scanning probe microscopy. Sponsored by: NIST, SEMATECH, American vacuum society. Gaithersburg, MD, USA, May 2-3, 1996, p. 99-100.