Атомно-силовая микроскопия сегнетоэлектрических кристаллов ТГС
Диссертация
Определены границы возможностей метода АСМ при изучении доменной структуры сегнетоэлектрических кристаллов ТГС. На примере кристаллов ТГС выявлены условия для получения высококонтрастных изображений доменов в контактном и прерывисто-контактном режимах в статике и динамике. Установлено, что один тип линзовидных образований отражает реально существующую доменную структуру, а другой тип представляет… Читать ещё >
Список литературы
- Binning G., Quate С. F. and Gerber Ch., Atomic force microscope. Phys. Rev. Lett., (1986), 56, 930 — 933.
- Magonov S.N., Whangbo M-H., Surface analysis with STM and AFM: experimental and theoretical aspects of image analysis. WeinHeim- New York- Basel- Cambridge- Tokyo: VHC. 1996. 318 p.
- Быков В.А., Приборы и методы сканирующей зондовой микроскопии для исследования и модификации поверхностей. Докторская диссертация. Москва. 2000. 393 с.
- Бухараев А.А., Овчинников Д. В., Бухараева А. А., Диагностика поверхности с помощью сканирующей силовой микроскопии (обзор). Зав. лаб., (1997), 5. 10−27.
- Миронов В.Л., Исследование и модификация локальных свойств тонкопленочных структур. Кандидатская диссертация. Нижний Ново-город. 2001. 153 с.
- Albrecht Т. R., Akamine S., Carver Т. Е., and Quate С. F., Microfab-rication of cantilever styli for the atomic force microscope. J. Vac. Sci. Technol. A., (1990), 8, 3386 3396.
- Wolter O., Bayer Th., and Greschner J., Micromachined silicon sensors for scanning force microscopy. J. Vac. Sci. Technol. В., (1991), 9, 1353- 1357.
- Meyer G., Amer N.M., Novel optical approach to atomic force microscopy. Appl. Phys. Lett., (1988), 53, 1045 1047.
- Martin Y., Williams С. C. and Wickramasinghe H. K., Atomic force microscope-force mapping and profiling on a sub 100-A scale. J. Appl. Phys., (1987), 61, 4723−4729.
- Meyer G., Amer N.M., Erratum: Novel optical approach to atomic force microscopy. Appl. Phys. Lett., (1988), 53, 2400 2402.ч
- Diirig U., Gimzewski J. К. and Pohl D. W., Experimental observation of forces acting during scanning tunneling microscopy. Phys. Rev. Lett, (1986), 57,2403−2406.
- Zhong Q, Inniss D, Kjoller K. and Elings V. В., Fractured polymer/silica fiber surface studied by tapping mode atomic force microscopy. Surf. Sci. Lett, (1993), 290, L688 L692.
- Mate С. M, McClelland G. M, Erlandsson R. and Chiang S, Atomic-scale friction of a tungsten tip on a graphite surface. Phys. Rev. Lett, (1987), 59, 1942- 1945.
- Binnig G. and Smith D. P. E, Single-tube three-dimensional scanner for scanning tunneling microscopy. Rev. Sci. Instrum, (1986), 57. 1688 -1689.
- Бухараев А. А, Диагностика поверхности с помощью сканирующей туннельной микроскопии (обзор). Завод, лаб, (1994), 10, 15 -26.
- Hicks T. R, Atherton P. D, The nanopositioning book: moving and measuring to better than a nanometre. Berkshire, England: Queensgate Instruments/Penton Press. 1997.
- Ge P, Jouaneh M, Tracking control of a piezoceramic actuator. IEEE Trans. Control. Syst. Technol, (1996), 4, 209 216.
- Griffin J. E, Grig D. A, Dimensional metrology with scanning probe microscopes. J. Appl. Phys, (1993), 74, R83 R109.
- Edwards H., McGlothlin R., U E., Vertical metrology using scanning-probe microscopes: Imaging distortions and measurement repeatability. J. Appl. Phys., (1998), 83, 3952 3971.
- Ge P., Jouaneh M., Modeling hysteresis in piezoceramic actuators. J. Am. Soc. Prccis. Eng., (1995), 17, 211 -221.
- Okayama S., Kajimura K., Watanabe S., Honma A., High resolution piezoelectric actuator for STM. J. Japan. Soc. Precis. Eng., (1988), 54, 817 -821.
- Griffith J.E., Miller G.L., Green C.A., Grig D.A., Russel P.E., A scanning tunneling microscope with a capacitance-based position monitor. J. Vac. Sci. Technol. В., (1990), 8, 2023 2027.
- Jusko O., Zhao X., Wolff H., Wilkening G., Design and three dimensional calibration of a measuring scanning tunneling microscope for me-trological applications. Rev. Sci. Instrum., (1994), 65, 2514−2518.
- Xu Y., Smith S.T., Atherton P.D., A metrological scanning force microscope. Prec. Eng., (1996), 19, 46 55.
- Picotto G.B., Desogus S., Lanyi S., Nerino R., Sosso A., Scanning tunneling microscopy head having integrated capacitive sensors for calibration of scanner displacements. J. Vac. Sci. Technol. B, (1996), 14, 897 -900.
- Holman A.E., Laman C.D., Scholte P.M.L.O., Heerens W.Chr., Tuinstra F., A calibrated scanning tunneling microscope equipped with capacitive sensors. Rev. Sci. Instrum., (1996), 67,2274 2280.
- Teague E.C., The National Institute of Standards and Technology molecular measuring machine project: Metrology and precision engineering design. J. Vac. Sci. Technol. В., (1989), 7, 1898 1902.
- Yamada H., Fujii Т., Nakayama K. Linewidth measurement by a new scanning tunneling microscope. Jpn. J. Appl. Phys., (1989), 28, 2402 -2404.
- Schneir J., McWaid Т.Н., Alexander J., Wilfley B.P., Design of an atomic force microscope with interferometric position control. J. Vac. Sci. Tcchnol. В., (1994), 12, 3561 -3566.
- Fujii Т., Yamaguchi M., Suzuki M. Scanning tunneling microscope with three-dimensional interferometer for surface roughness measurement. Rev. Sci. Instrum., (1995), 66, 2504 2507.
- Miller J.A., Hockcn R., Smith S.T., Harb S., X-ray calibrated tunneling system utilizing a dimensionally stable nanometer positioner. Precision Eng., (1996), 18, 95- 102.
- Chernof D. A, Lohr J.D., Hansen D.P., Lines M., High-precision calibration of a scanning probe microscope (SPM) for pitch and overlay measurements. Proc. SPIE. Int. Soc. Opt. Eng., (1997), 3050, 243 249.
- Nakayama Y., Toyoda K., New submicron dimension reference for electron-beammetrology system. Proc. SPIE. Int. Soc. Opt. Eng., (1994), 2196, 74.
- Misumi I., Gonda S., Kurosawa Т., Takamasu K., Uncertainty in pitch measurements of one-dimensional grating standards using a nanome-trological atomic force microscope. Meas. Sci. Technol., (2003), 14, 463 -471.
- Franks A., Progress towards traceable nanometric surface technology. Nanotcchnology, (1993), 4, 200 205.
- VLSI Standards STM-1000A № 2344−009−023.
- Brand U., Hillmann W., Calibration of step height standards for nanometrology using interference microscopy and stylus profilometry. Prec. Eng., (1995), 17, 22−33.
- Kerssemakers J. Concepts of interactions in local probe microscopy. Netherlands: Groningen University. 1997. 164 p.
- Plomp M., Buijnsters J.G., Bogels G., van Enckevort W. J. P., Bollen D., Atomic force microscopy studies on the surface morphology of {111} tabular AgBr crystals. J. Cryst. Growth., (2000), 209, 911 923.
- Cui N.-Y., Brown N.M.D., McKinley A., An exploratory study of the topography of a Cdl2 single crystal using AFM. Appl. Surface Sci., (1999), 152,266−270.
- Campbell P.A., Sinnamon L.J., Thompson C.E., Walmsley D.G., Atomic force microscopy evidence for K+ domains on freshly cleaved mica. Surface Sci. Lett., (1998), 410, L768 L772.
- Ahn C.H., Tybell Т., Antognazza L., Char K., Hammond R. H., Bea-sley M. R., Fischer O., Triscone J., Local, nonvolatile electronic writing of epitaxial Pb (Zr0.52Tio.48)03/SrRu03 heterostructures. Science, (1997), 276, 1100- 1103.
- Eng L.M., Nanoscale domain engineering and characterization of ferroelectric domains. Nanotechnology, (1999), 10,405 411.
- Жслудев И. С, Физика кристаллических диэлектриков. М.: Наука. 1968.463 с.
- Белугина Н.В., Доменная структура, неоднородность поляризации и некоторые физические свойства кристаллов ТГС с различной степенью дефектности. Кандидатская диссертация. Москва 1977. 140 с.
- Цедрик М. С, Физические свойства кристаллов семейства триг-лицинсульфата. Мн.: Наука и техника. 1986. 216 с.
- Мелешина В. А, Рез И. С, К методике одновременного избирательного травления доменов и дислокаций и их идентификации в кристаллах триглицинсульфата. Кристаллография, (1964), 9, 381 387.
- Константинова В. П, Применение избирательного травления при изучении двойниковой и дислокационной структур. Кристаллография, (1962), 7, 748−754.
- Дистлер Г. И, Власов В. П, Герасимов Ю. М, Кобзарева С. А, Кортукова Е. И, Лебедева В. Н, Москвин В. В, Шенявская JI. A, Декорирование поверхности твердых тел. М.: Наука. 1976. 111 с.
- Мелешина В. А, Желудев И. С, Рез И. С, Применение метода заряженных порошков для изучения доменной структуры и морфологических особенностей роста кристаллов триглицинсульфата. Кристаллография, (1960), 5, 322 323.
- Шенявская JI. A, Дистлер Г. И, Визуализация электрической структуры триглицинсульфата. ФТТ, (1976), 18, 1451 1455.
- Tikhomirova N. A, Pikin S. A, Shuvalov L. A, Visualization of static and dynamics of domain structure in triglycine sulfate by liquid crystals. Ferroelectrics, (1980), 29, 145 148.
- Liithi R, Haefke H, Meuer K.-P, Meyer E, Howald L, Guntherodt H.-J, Surface and domain structures of ferroelectric crystals studied with scanning force microscopy. J. Appl. Phys, (1993), 74, 7461 7471.
- Вас М.-.К., Horiuchi Т., Нага К., Ishibashi Y., Matsushicc К., Direct observation of domain structure in triglycinc sulfate by atomic force microscopy. Jpn. J. Appl. Phys., (1994), ЗА, 1390.
- Haefke H., Luthi R., Meyer K.-P., Guntherodt H.-J., Static and dynamic structures of ferroelectric domains studied with scanning force microscopy. Ferroelectrics, (1994), 151, 143 149.
- Нага К., Вас M.-K., Okabe H., Horiuchi Т., Matsushice K., Ishibashi Y., AFM observations of TGS crystal surface in microscopic and semi-microscopic levels. Ferroelectrics, (1995), 170, 101 109.
- Белугина H.B., Толстнхина A.JI., Исследование микрорельефа поверхности кристаллов сегнетоэлектриков ТГС и Rb2ZnC14 методом атомно-силовой микроскопии. Кристаллография, (1996), 41, 1072 -1076.
- Ohgami J., Sugawara Y., Morita S., Ozaki T. Growth of a two-dimensional nucleus on a cleaved (010) surface of (NH2CH2C00H)3H2S04 J. Phys. Soc. Jpn., (1997). 66, 2747 2750.
- Ohgami J., Sugawara Y., Morita S., Nakamura E., Ozaki Т., Time evolution of surface topography around a domain wall in ferroelectric (NH2CH2C00H)3H2S04. Jpn. J. Appl. Phys., (1996), 35, 5174−5177.
- Ohgami J., Sugawara Y., Morita S., Nakamura E., Ozaki Т., Determination of sign of surface charge of ferroelectric TGS using Electrostatic force microscope combined with the voltage modulation technique. Jpn. J. Appl. Phys., (1996), 35, 2734 2739.
- Bluhm H., Wiesendanger R., Meyer K.-P., Topographical structure of the domain boudary on the triglycine sulfate (010) surface. Ferroelectrics, (1997), 200,327−341.
- Bluhm H., Wiesendanger R., Meyer K.-P., Surface structure of ferroelectric domains on triglycine sulfate (010) surface. J. Vac. Sci. Technol. В., (1996), 14,1180- 1183.
- Bluhm H., Schwarz U.D., Wiesendanger R., Origin of the ferroelectric domain contrast observed in lateral force microscopy. Phys. Rev. В., 1998), 57, 161 169.
- Eng L.M., Fousek J., Gunter P., Ferroelectric domains and domain boundaries observed by scanning force microscopy. Ferroelectrics, (1997), 191,211−218.
- Eng L.M., Abplanalp M., Giinter P., Ferroelectric domain switching in triglycine sulfate and barium-titanate bulk single crystals by scanning force microscopy. Appl. Phys., (1998), A66, S679 S683.
- Likodimos V., Labardi M., Allegrini M., Kinetics of ferroelectric domains investigated by scanning force microscopy. Phys.Rev., (2000), 61, 14 440−14 447.
- Labardi M., Likodimos V., Allegrini M., Force microscopy contrast mechanisms in ferroelectric domain imaging. Phys. Rev., (2000). 61, 14 390 14 398.
- Eng L.M., Friedrich M., Fousek J., Gunter P., Deconvolution of topographic and ferroelectric contrast by noncontact and fricrtion force microscopy. J. Vac. Sci. Technol. В.,(1996), 14, 1191 1196.
- Eng L.M., Friedrich M., Fousek J., Gunter P., Scanning force microscopy of ferroelectric crystals. Ferroelectrics, (1996), 186,49 52.
- Tsunckawa S., Fukuda Т., Ozaki Т., Yoneda Y., Terauchi H., Atomic force and scanning electron microscopic observations of surfaceand domain structures of ВаТЮЗ films and bulk crystals. Appl. Phys. Lett., 1997), 71, 1486- 1488.
- Takashige M., Hamazaki S.-I., Fukurai N., Shimizu F., Kojima S., Atomic force microscope observation of ferroeletrics: Barium Titanate and Rochelle Salt. Jpn. J. Appl. Phys., (1996), 35, 5181 -5184.
- Abplanalp M., Eng L.M., Gunter P., Mapping the domain distrubu-tion at ferroelectric surface by scanning force microscopy. Appl. Phys., 1998). A66, S231-S234.
- Wang Y.G., Dec J., Kleemann W., Study on surface and domain structures of PbTi03 crystals by atomic force microscopy. J. Appl. Phys.1998), 84, 6795−6799.
- Luthi R., Haefke H., Grutter P., Guntherodt H.-J., Szczesniak L., Meyer K.P., Surface and domain structures of ferroelectric GASH crystals studied by scanning force microscopy. Surf. Sci. Lett. (1993), 285, L498 -L502.
- Gruverman A., Kolosov 0., Hatano J., Takahashi K., Tokumoto H., Domain structure and polarization reversal in ferroelectrics studied by atomic force microscopy. J. Vac. Sci. Technol. В.,(1995), 13, 1095 1099.
- Kolosov O., Gruverman A., Hatano J., Takahashi K., Tokumoto H., Nanoscale visualization and control of ferroelectric domains by atomic force microscopy. Phys. Rev. Lett., (1995), 74, 4309−4312.
- Bliihm H., Wadas A., Wiesendanger R., Rochko A., Aust J.A., Nam D., Imaging of domain invertad gratings in LiNb03 by electrostatic force microscopy. Appl. Phys. Lett., (1997), 71, 146- 148.
- Tsunekawa S., Ichikawa J., Nagata H., Fukuda Т., Observation of ferroelectric microdomains in LiNb03 crystals by electrostatic force microscopy. Appl. Surf. Sci., (1999), 137, 61 -70.
- Balakumar S., Zcng H.C., Surface reconstraction in TGS family crystals under humidity and temperature controls. Mat. Res. Innovat., 1999), 2, 289−298.
- Струков Б.Л., Левашок Л. П., Физические основы сегнетоэлек-трических явлений в кристаллах. М.: Наука. Физматлит. 1995. 304 с.
- Смоленский Г. А., Боков В. А., Исупов В. А., Крайник Н. Н., Пасынков Р. Е., Шур М.С. Сегнетоэлектрики и антисегнетоэлектрики. М.: Наука. 1971.476 с.
- Белов Н.В., Классен-Неклгадова М.В. // ЖТФ, (1943), 18,265.
- Белугина Н.В., Толстихина А. Л., Исследование влияния внешних воздействий на поверхность кристаллов триглицинсульфата методом атомно-силовой микроскопии. Поверхность, (2000), 6, 72 78.
- Tolstikhina A.L., Belugina N.V., Shikin S.A. AFM Characterization of domain structure of ferroelectric TGS crystals on a nanoscale. Ultrami-croscopy, (2000), 82, 149 152.
- Tolstikhina A.L., Belugina N.V., Gainutdinov R.V., About the nature of two-dimesional formations at the polar surface of cleaved triglycinc sulfate crystals. Ferroelectrics, (2000), 82, 149.
- Толстихина А.Л., Белугина H.B., Гайнутдинов P.B. О природе двумерных образований на полярной поверхности скола кристаллов ТГС. Поверхность, (2000), 12, 19−22.