Микроострия. Свойства, изготовление, применение

Оглавление

Сергей Зайцев. Микроострия. Свойства, изготовление, применение

Аннотация

Введение

Свойства микроострий

Концентрирование электрических полей

Механические свойства

Размерные эффекты

Адсорбционная способность, ускорение химических реакций на вершине микроострий

Коллективные свойства систем микроострий

Изготовление микроострий

Заготовки для микроострий и их обработка

Механические методы изготовления микроострий

Метод химического травления

Метод электрохимического травлении

Метод ионного распыления

Комбинированные и прочие оригинальные методы

Методы изготовления систем микроострий

Испарение материала в высоком вакууме

Восстановление (перезаострение) использованных микроострий

Контроль параметров микроострий

Применение микроострий

Электронные и ионные источники

Образцы для автоэмиссионной микроскопии и атомно-зондового анализа

Инденторы в туннельной микроскопии и микроконтактной спектроскопии

Микроинструменты для нанотехнологии и биологии

Точечные детекторы излучений

Источники заряженных пылинок и капелек

Датчики микро-перемещений и измерители сил

Измерители вакуума

Элементы памяти

Активные элементы вычислительных устройств

Нелинейные емкости на остриях

Точечные датчики температуры

Медицинские аппликаторы для доставки лекарств через кожу

Заключение

Список литературы

Отрывок из книги

Изложена и систематизирована информация о микроостриях: их особых свойствах, методах изготовления и областях применения. Показана их высокая эффективность в научных исследованиях, нанотехнологиях, микроэлектронике. Отмечено, что область применения микроострий быстро расширяется, и, соответственно, возрастают требования к качеству их изготовления.

Для специалистов—экспериментаторов в области нанотехнологий, микроэлектроники, исследований тонкой структуры вещества.

.....

Третьим важнейшим эффектом, связанным с концентрированием электрического поля, является испарение атомов материала микроострия в достаточно сильном электрическом поле в виде ионов. Именно этот процесс и ограничивает возможности по увеличению напряженности поля у поверхности выше ≈1011 В/м, так как при интенсивном испарении атомов радиус при вершине увеличивается и, соответственно, напряженность снижается. Теория этого явления изложена в [5]. Имеются два подхода к его объяснению. Модель сил изображения рассматривает полевое испарение как удаление металлического иона заряда n через барьер, возникающий при суперпозиции потенциальной энергии -neFx, создаваемой приложенным полем F на расстоянии x от поверхности и потенциальной энергии изображения (ne) 2/4x. Для энергии активации Qn полевого испарения поверхностного атома в виде n – кратного иона получается выражение: Qn= Q0– (ne) 3/2F½, (•)

где Q0 – энергия, требуемая для удаления поверхностного атома в виде n – кратного иона на бесконечность в отсутствие поля.

.....