DOI: https://doi.org/10.18524/1815-7459.2011.3.118171

ТЕОРЕТИЧНІ АСПЕКТИ МОДЕЛЮВАННЯ ТА ПРОЕКТУВАННЯ РЕЗОНАТОРНИХ ЗОНДІВ ДЛЯ СКАНУЮЧОЇ МІКРОХВИЛЬОВОЇ МІКРОСКОПІЇ

Ю. О. Гордієнко, С. Ю. Ларкін, Я. І. Лепіх, С. В. Лєнков, В. О. Проценко, М. М. Ваків

Анотація


У роботі обґрунтовано загальні підходи до оцінки впливу характеристик резонаторних зондів на просторову роздільну здатність та контрастність зображень в скануючій мікрохвильовій мікроскопії. Зокрема, якісно і кількісно установлені залежності сигналів сканування, що пов’язані зі зміною об’єктом добротності та резонансної частоти зондів, від геометрії коаксіальної апертури, форми вістря та величини зазору між зондом і об’єктом. Для фізичного обґрунтування цих залежностей чисельно досліджено розподіл ближнього поля при різних характеристиках. Особливо відзначено перехід від «трубчатого» характеру розпод ілу поля при сплощеному вістрі до квазігаусового при наданні йому сферичної форми. Встановлені аспекти можно використовувати при оптимальному проектуванні резонаторних зондів для мікрохвильових мікроскопів різного призначення.


Ключові слова


скануюча мікрохвильова мікроскопія (СММ); резонаторний зонд; добротність; резонансна частота; просторова роздільна здатність (ПРЗ); напівпровідник; діелектрична проникність

Повний текст:

PDF

Посилання


Scanning Probe Microscopy: Electronic and Electromechanical Phenomena at the Nanoscale / Edited by S. Kalinin, A. Gruverman. — Springer Science Business Media, LLC, 2007. — 980 p.

Durig U., Pohl D. W., Rohrer F. Near-field optical scanning microscopy // Journal of Applied Physics, 1986. — Vol. 59. — P. 3318–3327.

Chen L. F., Ong C. K., Neo C. P., Varadan V. V., Varadan V. K. Microwave Electronics: Measurement and Materials Characterization. — John Willy &

Sons, Ltd, 2004. — 537 p.

Лепіх Я. І., Гордієнко Ю. О., Дзядевич С. В. та ін. Створення мікроелектронних датчиків нового покоління для інтелектуальних систем. — Одеса:Астропринт, 2010. — 296 с.

Imtiaz A., Anlage S. M., Barry J. D., Melugailis J. Nanometer-scale materials contrast imaging with a near-field microwave microscope // Appl. Phys., Lett., 2007. — Vol. 90.

Imtiaz A., Anlage S. M. Effect of tip geometry on contrast and spatial resolution of the near-field microwave microscope // Journal of Applied Physics. — 2006. — Vol. 100. — P. 1–8.

Ju Y., Hamada M., Kobayash T., Soyama H. A microwave probe nanostructure for atomic force microscopy // Microsystem Technologies. — 2009. — Vol. 15, №8. — P.1195–1199.

Tabib-Azar M., Wang Y. Design and fabrication of scanning near-field microwave probes compatible with atomic force microscopy to image embedded nanostructures // IEEE Transactions on Microwave

Theory and Techniques. — 2004. — Vol. 52, № 3. — P. 971–979.

Gordienko Yu.E., Borodin B. G., Smuglii V. I. Microwave

Photomodulation Method for the Study of Recombination Processes in Semiconductors // Telecommunication and Radio Engineering. —

— Vol. 52, N 2. — P. 47–52.

Гордиенко Ю. Е., Рябухин А. А., Фар Р. С. Фотомодуляционная

СВЧ-диагностика структурно упорядоченных областей в аморфных полупроводниках // Радиоэлектроника и информатика.

— 1998. — № 2. — С.28–32.

Гордиенко Ю. Е., Бородин Б. Г., Ващерук А. В., Сидоренко С. Д. СВЧ фотомодуляционный метод измерения параметров полупроводниковых пластин и эпитаксиальных структур // Складні

системи і процеси. — 2006. — № 2. — С. 35–39.

Гордиенко Ю. Е., Кочержин А. И.,. Пашков А.В, Рябухин А. А. Модуляционные варианты СВЧ диагностики материалов и сред // Радиотехника : Всеукр. межвед. науч. — техн. сб. — Х. : ХНУРЭ. — 2003. — Вып. 134. — С. 229–236.

Tselev A., Anlage S. M., Christen H., Moreland R. L., Talanov V. V., Schwartz A. R. Near-field microwave microscope with improved sensitivity and spatial resolution // Rev. Sci. Inst. — 2003. — V. 74. — P.3167–3170.

Гордиенко Ю. Е., Петров В. В., Полетаев Д. А. Свойства четвертьволнового коаксиального СВЧ измерительного преобразователя для диагностики материалов // Радиотехника : Всеукр. межвед. науч. — техн. сб. — Х. : ХНУРЭ. — 2008. — Вып.

— С. 61–66.

Гордиенко Ю. Е., Гуд Ю. И., Полетаев Д. А. Вклад колебательных и излучательных потерь в характеристики СВЧ преобразователей с коаксиальной измерительной апертурой // Радиотехника: Всеукр. межвед. науч. — техн. сб. — Х. : ХНУРЭ. — 2009. — Вып. 157. — С. 108–114.

Гордиенко Ю. Е. Ближнеполевая сканирующая сверхвысокочастотная микродиагностика объектов в технологии электроники // Нові технології : наук. вісник ІЕНТ. — 2002. — № 1. — С. 3–6.

Гордиенко Ю. Е., Гуд Ю. И., Ларкин С. Ю., Полетаев Д. А. Электродинамические характеристики усовершенствованного резонаторного микрозонда для микроволновой микроскопии

и микродиагностики // Радиотехника : Всеукр. межвед. науч. — техн. сб. — Х. : ХНУРЭ. — 2009. — Вып. 159. — С. 302–308.

Бондаренко И. Н., Гордиенко Ю. Е., Ларкин С. Ю. Формирование сигналов сканирования в микроволновой микроскопии с резонаторным микрозондом // Радиотехника : Всеукр. межвед. науч. — техн. сб. — Х. : ХНУРЭ. — 2009. — Вып. 158. — С. 59–67.

Jin J. M., Volakis J. L. A finite element-boundary integral formulation for scattering by three dimensional cavity backed apertures // IEEE Trans. Antennas and Propagation. — Jan. 1991. — Vol. AP-39. — P. 97–104.

Lee J.H, Hyun S., Char K. Quantitative analysis of scanning microwave microscopy on dielectric thin film by finite element calculation // Rev. Sci. Inst. — 2001. — V. 72. — P. 1425–1434.

Гордиенко Ю. Е., Ларкин С. Ю., Яцкив А. М. Ближнеполевой СВЧ датчик на основе конусного коаксиального резонатора // Радиотехника: Всеукр. межвед. науч. — техн. сб. — Х. : ХНУРЭ. — 2009. — Вып. 159. — С. 309–314.

Гордиенко Ю. Е., Ларкин С. Ю., Ищенко А. Л. Характеристики коаксиального конусного СВЧ датчика для микродиагностики объектов // Радиотехника : Всеукр. межвед. науч. — техн. сб. — Х. : ХНУРЭ. — 2010. — № 162. — С. 35–40.

Гордиенко Ю. Е., Мельник С. И., Слипченко Н. И., Петров В. В., Ищенко А. Л. Алгоритм реконструкции изображений в ближнеполевой

сканирующей микроволновой микроскопии // Радиотехника : Всеукр. межвед. науч. — техн. сб. — Х. : ХНУРЭ. — 2007. — Вып. 151. — С. 259–265.

Гордиенко Ю. Е., Мельник С. И. Методика микроволновой

сканирующей томографии электрофизических свойств полупроводников // Сб. материалов 20-й Крымской МНТК «СВЧ техника и телекоммуникационные технологии», г. Севастополь,

— С. 721–722.

Резник А. Н., Юрасова Н. В. Обнаружение контрастных образований внутри биологических сред при помощи ближнеполевой СВЧ диагностики // Журнал технической физики. — 2006. — Т. 76, вып. 1. — С. 90–104.




Copyright (c) 2011 Сенсорна електроніка і мікросистемні технології

ISSN 1815-7459 (Print), 2415-3508 (Online)