1
УДК 539.1
Сканирующая микроскопия в измерениях нанообъектов
© Е.В. Смирнов
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, 105005, Россия
Статья посвящена анализу приборов нанотехнологий и тех физических явлений,
которые лежат в их основе. Подробно рассмотрены сканирующий туннельный,
атомно-силовой и магнитно-силовой микроскопы, указаны возможности этих при-
боров в развитии технологий атомного уровня — атомного дизайна, спинтроники
и т. д. В основе действия приборов нанотехнологии лежат квантовые явления, что
предъявляет более высокие, чем прежде, требования к уровню подготовки инженер-
ного персонала и, соответственно, к уровню овладения студентами технических
университетов современной, в первую очередь, квантовой, физикой. Подчеркива-
ется важность фундаментальной подготовки студентов технических вузов для
успешного развития нанотехнологий в нашей стране.
Ключевые слова:
нанотехнологии, сканирующий туннельный микроскоп, атомно-
силовой микроскоп, магнитно-силовой микроскоп, атомный дизайн, спинтроника.
Введение.
Интенсивное развитие нанотехнологий, происходящее в
последние десятилетия, их широкое проникновение практически во все
сферы научно-технической деятельности человека — электронику, ма-
шиностроение, энергетику, биологию, медицину, экологию и т. д. — яв-
ляется одной из наиболее характерных особенностей современного эта-
па развития нашей цивилизации. Первые практические результаты при-
менения достижений нанотехнологий продемонстрировали их поистине
удивительные возможности. Еще более поразительными являются пер-
спективы дальнейшего развития этих направлений.
Отметим, что успешное развитие нанотехнологий стало возмож-
ным, прежде всего, потому, что были созданы приборы, которые по-
зволили исследовать нанообъекты с необходимым для этого высоким
разрешением. К числу этих приборов относятся сканирующий туннель-
ный микроскоп (СТМ), атомно-силовой микроскоп (АСМ), магнито-
силовой микроскоп (МСМ) и еще ряд других микроскопов. Все они
являются основными приборами нанотехнологий, поэтому студентам
технических университетов необходимо представлять себе их возмож-
ности, а также знать те физические явления, в первую очередь, кванто-
вые, которые лежат в основе их работы.
Все эти приборы являются зондовыми. Изучение объектов нанотех-
нологий с их помощью основано на взаимодействии очень тонкого зон-
да (иглы), подводимого к исследуемой поверхности, на которой рас-
