Введение
Глава 1. Обзор по применению атомно-силовой микроскопии для анализа электромеханических свойств наноструктур 10
1.1 Контактная силовая микроскопия пьезоотклика 11
1.1.1 Принцип работы контактной АСМ 11
1.1.2 Принцип работы контактной силовой микроскопии пьезоотклика 13
1.1.3 Приложения контактной силовой микроскопии пьезоотклика 15
1.1.4 Ограничения метода для анализа мягких и хрупких образцов 22
1.2 Резонансные электростатические методы атомно-силовой микроскопии 24
1.2.1 Принцип работы и приложения Кельвин-зондовой силовой и емкостной микроскопии 25
1.2.2 Принцип работы и приложения электростатической силовой микроскопии 29
1.3 Силовая спектроскопия 31
1.3.1 Принцип измерения силовых кривых 31
1.3.2 Вычисление обратной оптической чувствительности 33
1.3.3 Вычисление постоянной жесткости упругой консоли зондового датчика 34
1.3.4 Теоретические модели контактной механики 36
1.4 Прыжковая атомно-силовая микроскопия 41
1.4.1 Принцип работы прыжковой атомно-силовой микроскопии 42
1.4.2 Приложения прыжковой атомно-силовой микроскопии 45
1.5 Основные выводы по главе 1 49
Глава 2. Разработка метода прыжковой силовой микроскопии пьезоотклика 51
2.1 Принцип работы метода 51
2.2 Теоретический сравнительный анализ шумовых характеристик метода с существующими 54
2.2.1 Сравнительный анализ шумовых характеристик резонансного и нерезонансного методов измерения пьезоотклика 56
2.2.2 Сравнительный анализ шумовых характеристик нерезонансной контактной и прыжковой СМП 62
2.3 Апробация метода на тестовом образце 67
2.4 Основные результаты по главе 2 69
Глава 3. Приложения прыжковой силовой микроскопии пьезоотклика 71
3.1 Исследование электромеханических свойств пептидных трубок дифенилаланина 71
3.1.1 Природа пьезоотклика в пептидных трубках дифенилаланина 71
3.1.2 Механические свойства пептидных трубок дифенилаланина 74
3.1.3 Измерения методом прыжковой СМП 75
3.2 Исследование электромеханических свойств кристалла триглицинсульфата при фазовом переходе второго рода 83
3.2.1 Природа сегнетоэлектрических свойств триглицинсульфата 83
3.2.2 Измерения в режиме реального времени температурной динамики доменной структуры кристалла триглицинсульфата при фазовом переходе второго рода методом прыжковой СМП 85
3.4 Основные результаты по главе 3 90
Заключение 91
Благодарности 92
Список сокращений 93
Список используемой литературы 94
Список публикаций 103
