Наноструктурирование ферромагнитных пленок зондовыми методами для перспективных устройств магнитоакустики и спинтроники тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.27.01, кандидат наук Павлова, Анастасия Юрьевна

• Павлова, Анастасия Юрьевна
• кандидат наук
• 2015

Оглавление диссертации кандидат наук Павлова, Анастасия Юрьевна

Содержание

Введение

Глава 1. Методы литографии и их применение для создания микро- и наноструктур

1.1 Основные литографические методы

1.2 Методы сканирующей зондовой литографии

1.2.1 Принцип сканирующей зондовой литографии

1.2.2 Принцип работы атомно-силового микроскопа

1.2.3 Виды сканирующей зондовой литографии

1.2.4 Локальное анодное окисление: принцип и применение

1.2.5 Механическое наноскрайбирование: принцип и применение

1.3 Электронно-лучевая литография

1.3.1 Принцип электронно-лучевой литографии

1.3.2 Резисты для электронно-лучевой литографии

1.3.3 Параметры экспонирования

1.3.4 Сложности, возникающие во время проведения электронно-лучевой литографии

1.3.5 Применение электронно-лучевой литографии

1.4 Выводы и постановка задачи

Глава 2. Локальное анодное окисление тонких пленок ферромагнитных металлов

2.1 Введение

2.2 Тонкие пленки ферромагнитных металлов

2.2.1 Нанесение

2.2.2 Текстура

2.3 Методика эспериментов

2.3.1 Материалы

2.3.2 Инструменты

2.3.3 Локальное анодное окисление и параметры его проведения

2.3.4 Определение размеров оксидных структур

2.4 Влияние параметров локального анодного окисления на размеры оксидных структур

2.4.1 Влияние напряжения между зондом и образцом

2.4.2 Влияние времени окисления

2.4.3 Влияние влажности

2.4.4 Влияние амплитуды колебаний зонда

2.5 Влияние зонда на размеры оксидных структур

2.6 Влияние текстуры пленки никеля на размеры оксидных структур

2.7 Выводы

Глава 3. Изучение химических и электрических свойств структур, полученных на пленках ферромагнитных металлов с помощью локального анодного окисления

3.1 Введение

3.2 Вольт-амперные характеристики структур, полученных на пленках ферромагнитных металлов с помощью локального анодного окисления

3.3 Оже-спектроскопия структур, полученных на пленках ферромагнитных металлов

с помощью локального анодного окисления

3.4 Выводы

Глава 4. Изучение магниторезистивных свойств структур, полученных на пленках

ферромагнитных металлов с помощью наноскрайбирования зондом атомно-силового микроскопа

4.1 Введение

4.2 Магнитосопротивление

4.3 Методика эксперимента

4.4 Результаты эксперимента

4.5 Теоретическое обоснование экспериментальных результатов

4.6 Выводы

Глава 5. Высокочастотные фононные кристаллы для поверхностных акустических волн

на пленках ферромагнитных металлов

5.1 Введение

5.2 Фононные кристаллы

5.3 Исследование возможности создания фононных кристаллов для поверхностных акустических волн с помощью локального анодного окисления

5.4 Исследование фононных кристаллов для поверхностных акустических волн, полученных с помощью электронно-лучевой литографии

5.4.1 Проектирование 1D фононных кристаллов

5.4.2 Разработка технологического процесса получения 1D фононных кристаллов

5.4.3 Исследование полученных 1D фононных кристаллов

5.4.4 Исследование возможности получения 2D фононных кристаллов

5.4.5 Исследование влияния магнитного поля на распространение ПАВ в структурах Ni/LiNbC>3

5.5 Выводы

Заключение

Список сокращений и условных обозначений

Список литературы

Приложение

Благодарности

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Наноструктурирование ферромагнитных пленок зондовыми методами для перспективных устройств магнитоакустики и спинтроники»

Введение

Магнитные наноструктуры на основе пленок ферромагнитных металлов широко используются в устройствах магниторезистивной оперативной памяти, магнитных микроэлектромеханических системах, высокоточных магнитных датчиках [1]. В устройствах спинтроники, базирующихся на переносе спина электрона, широко используются магниторезистивные структуры, в том числе магнитные туннельные переходы ферромагнетик-изолятор-ферромагнетик. Субмикронные магнитные структуры также активно используются для построения функциональных СВЧ устройств на основе магнито-фотонных и магнито-фононных кристаллов [2-5]. Последние представляют особый интерес для беспроводного управления высокочастотными фильтрами для поверхностно-акустических волн (ПАВ) с помощью магнитного поля, а также для создания магнитных датчиков [6-7].

Перспективы использования наноразмерных структур при создании новых твердотельных приборов тесно связаны с технологией получения таких структур, и в первую очередь с литографическими методами. Одними из актуальных методов получения субмикронных структур являются электронно-лучевая литография (ЭЛЛ) [8] и методы зондовой литографии на принципах локального анодного окисления (ЛАО) и скрайбирования, выполняемые с помощью зонда атомно-силового микроскопа (АСМ) [9]. На сегодняшний день создание магнитных наноструктур, таких как планарные магнитные туннельные барьеры [10], магниторезистивные структуры [11-12], периодические массивы структур [13-15], с помощью данных методов и свойства таких структур интенсивно исследуются.

Следует отметить, что особенности процесса ЛАО пленок ферромагнитных металлов до сих пор изучались, в основном, применительно лишь к пленкам никеля (Ni) [10] и его сплавов [11], намагниченность насыщения которых не превышает 10 кГс. Между тем, намагниченность играет важную роль в процессах перемагничивания пленарных наноструктур и поэтому представляет интерес в исследовании режимов ЛАО и резистивных свойств наноструктур на основе пленок железа (Fe) и кобальта (Со) а также их сплавов FeCo, которые имеют рекордную намагниченность насыщения, достигающую 25 кГс [12]. К этому следует добавить, что при исследовании ЛАО пленок Ni не изучалось влияние текстуры пленок на параметры формируемых наноструктур, которого следует ожидать по аналогии с окислением пленок никеля в атмосфере кислорода [13]. Практически не исследован метод модификации магниторезистивных свойств ферромагнитных пленок за счет механического наноскрайбирования, что может представлять интерес для оптимизации сопротивления наноструктур. Также на сегодняшний день нет сведений об исследовании распространения ПАВ в магнитофононных кристаллах, сформированных из наноструктурированных

ферромагнитных пленок на поверхности звукопровода LiNbC>3, и влияния на запрещенную зону таких структур магнитного поля.

Таким образом, разработка технологии получения магнитных наноструктур с помощью методов ДАО, зондового скрайбирования и ЭЛЛ и исследование свойств таких наноструктур является актуальным для дальнейшего создания твердотельных магнитных датчиков на различных эффектах и перестраиваемых магнитным полем ПАВ фильтров.

Объектами исследования в данной работе являлись наноразмерные структуры, полученные на пленках ферромагнитных металлов с помощью ЭЛЛ, ЛАО и скрайбирования зондом АСМ.

Цель работы заключалась в разработке и совершенствовании технологии получения планарных наноструктур методами сканирующей зондовой литографии и электронно-лучевой литографии пленок ферромагнитных металлов, а также в демонстрации возможности использования полученных наноструктур для создания перспективных устройств магнитоакустики и спинтроники, таких как магнитные датчики и магнито-фононные кристаллы. Для достижения поставленной цели были сформулированы и решены следующие основные задачи:

• Исследовать влияние на процесс ЛАО ферромагнитных металлических пленок параметров проведения процесса, параметров используемого зонда, текстуры окисляемой пленки.

• Определить оптимальные параметры проведения процесса ЛАО для получения оксидных структур требуемых размеров.

• Сформировать оксидные структуры на ферромагнитных металлических пленках, используя определенные ранее параметры процесса ЛАО. Исследовав электрические свойства полученных структур, подтвердить возможность их использования в качестве магнитных туннельных переходов.

Изучить магниторезистивные свойства структур, полученных с помощью зондового скрайбирования ферромагнитных металлических пленок.

• Теоретически исследовать возможность использования периодических решеток линий, полученных с помощью ЛАО на пленках ферромагнитных металлов, в качестве фононных кристаллов. Теоретически исследовать влияние приложенного магнитного поля на характеристики прохождения ПАВ через такие кристаллы.

• Разработать технологический процесс создания фононных кристаллов на основе звукопровода LiNb03 и наноструктурированных с помощью ЭЛЛ пленок Ni.

Исследовать сверхвысокочастотные свойства фононных кристаллов, полученных с помощью ЭЛЛ, а также влияние приложенного магнитного поля на характеристики прохождения ПАВ через них.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Исследованы закономерности изменения размеров оксидных наноструктур, полученных методом JIAO на ферромагнитных пленках Ni, Fe, FeCo и Со, при изменении параметров проведения процесса. Установлено, что наиболее четкие оксидные линии с наилучшей воспроизводимостью могут быть получены на пленках Ni и FeCo. Причем оксидные линии в пленки FeCo характеризуются туннельным барьером большей высоты (Дф=0.1 эВ), чем на пленках Ni (Дф~ 0.037 эВ).

2. Определено влияние текстуры используемой пленки Ni на результаты процесса JIAO. Показано, что формирование оксидных структур на пленках Ni текстур (200) происходит при меньших пороговых значениях напряжения и времени окисления, чем на пленках Ni текстур (111).

3. В диапазоне температур 10-300 К исследовано анизотропное магнитосопротивление нанопроволок Ni, полученных силовой зондовой литографией из микрополосок Ni/Si02/Si(l 11). Показано, что при снижении температуры в касательно намагниченных нанопроволоках может проявляться «эффект геометрических размеров», возникающий в нанопроволоке за счет наведения поля нормальной магнитоупругой анизотропии типа «легкая» ось, за счет растяжения пленки при низких температурах из-за различия тепловых коэффициентов расширения пленки и подложки.

4. Предложены технологические процессы получения фононных кристаллов для ПАВ из ферромагнитных пленок Ni на поверхности звукопровода LiNbÜ3 с запрещенной зоной на частотах ~ 2 и 4 ГГц, основанные на процессах ЛАО и ЭЛЛ. Теоретически и экспериментально показано влияние магнитного поля на затухание ПАВ в данных структурах и частоту их запрещенной зоны.

Практическая значимость работы.

Для пленок Fe, Со, Ni и FeCo проведено сравнение эффективности использования технологии ЛАО для создания планарных туннельных магниторезистивных наноструктур. Показано, что при типичных параметрах процесса ЛАО формирование туннельных барьеров в пленках Ni и FeCo, в отличие от пленок Fe и Со, обладает воспроизводимостью, причем высота туннельного барьера в пленках FeCo выше.

На примере поликристаллических пленок никеля с текстурами (111) и (200) показано, что геометрические параметры оксидных наноструктур, сформированных методом ЛАО, определяются текстурой пленок. Показано, что формирование оксидных структур на пленках Ni текстур (200) происходит при меньших пороговых значениях напряжения и времени окисления, чем на пленках Ni текстур (111). Полученные данные дают возможность управлять эффективностью получения оксидных наноструктур путем использования пленок различных текстур.

Показано, что использование силовой импульсной зондовой литографии позволяет эффективно управлять магниторезистивными свойствами структур.

Обнаружено, что характер и величина анизотропного поперечного магнитосопротивления нанопроволок на основе пленочных структур Ni/Si02/Si(l 11) существенно определяются температурой, что необходимо учитывать при создании магниторезистивных датчиков на основе таких структур.

Разработаны технологические процессы получения высокочастотных фононных кристаллов на основе наноструктурированных магнитных пленок с помощью процессов ЛАО и ЭЛЛ. Показана возможность использования таких кристаллов в качестве перестраиваемых магнитным полем ПАВ фильтров высоких частот.

Таким образом, разработанные субмикронные структуры на основе пленок ферромагнитных металлов в дальнейшем могут быть использованы в качестве элементов магнитных датчиков с высокими чувствительностью и точностью и малыми габаритами, что в дальнейшем позволит измерять неоднородность магнитного поля в очень малых зазорах.

Научные положения, выносимые на защиту:

1. Метод локального анодного окисления позволяет получать оксидные наноразмерные туннельные барьеры на пленках FeCo с большей высотой (Дф~0.1 эВ), чем на пленках Ni (Аф~ 0.037 эВ) (пороговые напряжения зонд - образец Vtr и влажности воздуха ptr, необходимые для формирования оксидных структур, совпадают в пределах погрешности - VtrNl ~VtrFeCo~-4 В, ptrNi~ ptrFeCo~ 30-40%).

2. Формирование оксидных структур методом локального анодного окисления происходит при различных пороговых напряжениях и временах окисления для пленок Ni текстур (200) и (111): |VtrNl(111)«6 В| > |VtrNi(200W В|, TtrNi(111 ~0.2 сек> TtrNi(20°^0.01 сек.

3. На характер температурных зависимостей анизотропного магнитосопротивления нанопроволок Ni, полученных зондовым скрайбированием микрополосок Ni на окисленных подложках Si, оказывает влияние поле одноосной магнитоупругой анизотропии, наведенное из-за различия коэффициентов теплового расширения магнитострикционной пленки и подложки.

4. Технологические процессы создания фононных структур для ПАВ Рэлея частотой 1.9 и 3.5 ГГц на основе слоистых структур подложка LiNb03 - наноструктурированная методами зондовой и электронно-лучевой литографии магнитострикционная пленка Ni. Ширина запрещенных зон Af в спектре передачи ПАВ таких фононных кристаллов с решетками из микрополосок Ni с периодом о^ЮОО нм и а«500 нм составляет Af=150 МГц и Af=200 МГц, соответственно, и может сдвигаться на 5-10 МГц при приложении магнитного поля 300 Э.

Личный вклад автора диссертационной работы заключался в участии в обсуждении постановки задач исследования, участии в разработке и реализации технологических методов

формирования наноразмерных структур на ферромагнитных пленках, проведении экспериментальных исследований полученных структур, а также в обработке и обобщении полученных результатов.

Достоверность полученных результатов обусловлена использованием надежных методов исследования и стандартной измерительной аппаратуры и подтверждается воспроизводимостью экспериментальных данных. Полученные результаты согласуются с результатами работ других авторов.

Основные результаты работы докладывались на научных семинарах кафедры «Электронные приборы и устройства» Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.», лабораторий Магнитоэлектроники СВЧ СФ ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН и иСБ/ЬЕМАС Института электроники, микроэлектроники и нанотехнологий (ШМЫ, Лилль, Франция), а также международных и российских конференциях: Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы электронного приборостроения» (Россия, Саратов, 2010, 2012, 2014), Всероссийской конференции молодых ученых «Наноэлектроника, нанофотоника и нелинейная физика» (Россия, Саратов, 2010, 2011, 2012, 2013, 2014), Международной научно-технической конференции «ШТЕЯМАТТС» (Россия, Москва, 2011, 2012), Международной научно-практической интернет-конференции в рамках международного интернет-фестиваля молодых ученых «Молодые ученые за инновации: создавая будущее» (Россия, Саратов, 2011), Всероссийской молодежной конференции «Наукоемкие технологии и интеллектуальные системы в наноинженерии» (Россия, Саратов, 2012), Международном симпозиуме «Нанофизика и наноэлектроника» (Россия, Нижний Новгород, 2013, 2015), Конференции французских аспирантов в области микро-наноэлектроники «Ж1ШМ» (Франция, Гренобль, 2013; Франция, Лилль, 2014), а также представлялись на Всероссийском молодежном конкурсе научно-исследовательских работ студентов и аспирантов в области физических наук (Россия, Москва, 2012).

Глава 1. Методы литографии и их применение для создания микро- и

наноструктур

1.1 Основные литографические методы

Основным процессом при создания микро- и наноструктур является литография. В Таблице 1.1 приведены наиболее распространенные литографические методы. Для создания наноструктур с разрешением до 10 нм наиболее широко используются электронно-лучевая и сканирующая зондовая литографии.

Таблица 1.1 Основные литографические методы.

Метод Принцип Среда Разрешение Преимущества Недостатки

Сканирующая зондовая литография Взаимодействие зонд-образец Окружающая или вакуум -10 нм Высокое разрешение, низкая стоимость, простота Трудность серийного производства, низкие контролируемость и воспроизводимость при литографии поверхности большой площади

Фотолитография УФ засветка резиста Вакуум -100 нм Серийность, контролируемость Многошаговость, ограничения разрешения

Электроннолучевая литография Засветка резиста электронным пучком Вакуум -10 нм Высокое разрешение, контрол ируемость Высокая стоимость, многошаговость и большая длительность процесса

Литография сфокусированны м ионным пучком Резка образца ионным пучком Вакуум 50 нм Высокое разрешение, контролируемость Высокая стоимость, многошаговость и большая длительность процесса

Наноимпринт литография Механическая деформация резиста Вакуум или окружающая -100 нм Серийность, низкая стоимость Многошаговость при литографии поверхности большой площади

1.2 Методы сканирующей зондовой литографии 1.2.1 Принцип сканирующей зондовой литографии

Сканирующая зондовая литография (C3JI) является одним из интенсивно изучаемых методов литографии. Принцип СЗЛ состоит в том, что с помощью воздействия, механического или электрического, зонда сканирующего зондового микроскопа (СЗМ) на поверхность образца производится ее модификации [16-17]. При этом возможно использование, как атомно-силового микроскопа (АСМ), так и сканирующего туннельного микроскопа (СТМ), однако чаще всего все же используется АСМ. Главными достоинствами данного вида нанолитографии являются высокое разрешение, сравнительно низкая стоимость и простота исполнения, в то время как, например, оборудование и эксплуатация электронного литографа в сотни раз дороже, а сама электронно-лучевая литография выполняется за несколько шагов [17]. Главным же недостатком СЗЛ является низкая контролируемость процесса при литографии на поверхности большой площади, поэтому СЗЛ в основном используется при создания единичных наноструктур.

1.2.2 Принцип работы атомно-силового микроскопа

АСМ является одним из видов СЗМ и был изобретен в 1986 году Биннингом [18]. Изучение топографии поверхности с помощью СЗМ основано на взаимодействии между микрозондом (кантилевером) и поверхностью образца. Зонды кантилеверного типа показаны на Рисунке 1.1 и выполнены в виде острой иглы (зонда) (1) на особой балке (кантилевере) (2), один конец которой закреплен, а второй свободен. На свободном конце кантилевера находится зонд. Зонды могут иметь различную форму (коническую, пирамидальную и тетраэдальную), а также различные покрытия (Au, Со, TiN, W2C). Острие иглы имеет радиус кривизны десятки нм и длину от 3 до 15 мкм. Чем меньше радиус кривизны зонда, тем большее разрешение можно получить в процессе сканирования. На поверхность кантилевера под иглой нанесено отражающее покрытие, которое является частью системы детектирования. Закреплен кантилевер на твердой подложке (чипе) (3), которая вставляется в держатель на юстировочном столике головки АСМ (Рисунок 1.2) [19]. Наиболее распространенной является прямоугольная форма кантилевера, кантилеверы треугольной формы тоже используются в целях снижения вызывающих деформацию боковых сил [20]. Основными материалами, из которых изготовляют кантилеверы, являются кремний и нитрид кремния, но также доступными являются кантилеверы с зондами из алмаза, оксида кремния и углеродных нанотрубок.

Рисунок 1.1. Изображения микрозондов с различной формой: а) прямоугольной, б) треугольной. 1 - зонд, 2 - кантилевер, 3 - чип, полученные с помощью сканирующего электронного микроскопа [20].

Рисунок 1.2. АСМ зонды в боксе (а) и в держателе (б).

Основной принцип работы АСМ заключается в измерении сил притяжения и отталкивания Ван-дер-Ваальса, возникающих в результате взаимодействия между подложкой и зондом. Величина межатомных сил Ван-дер-Ваальса зависит от расстояния между поверхностью и острием зонда, на Рисунке 1.3 представлена данная зависимость. Правая часть кривой отображает ситуацию, когда атомы острия и поверхности разделены большим расстоянием. По мере сближения они будут сначала очень слабо, а затем все сильнее притягиваться друг к другу. Сила притяжения будет возрастать до тех пор, пока атомы не сблизятся настолько, что их электронные облака начнут электростатически отталкиваться. При дальнейшем уменьшении межатомного расстояния электростатическое отталкивание будет экспоненциально ослаблять силу притяжения. Эти силы уравновесятся при расстоянии между атомами порядка двух ангстрем. Когда суммарная межатомная сила станет положительной (отталкивающей), это означает, что атомы вступили в контакт [21].

В отношении контакта между острием зонда и исследуемой поверхностью работа АСМ проходит в одном из трех режимов, соответствующих обозначенным участкам кривой на

Рисунке 1.3. Это контактный режим, бесконтактный режим, и их сочетание - полуконтактный режим (или режим "обстукивания").

Сила

Режим

«обстукивания*

Рисунок 1.3. График зависимости межатомной силы от расстояния между острием зонда и образцом [21].

В контактном режиме острие сканирующего зонда АСМ приходит в мягкий "физический контакт" с образцом. Межатомная сила в таком режиме работы является отталкивающей. Этот режим не подходит для исследования мягких и упругих образцов из-за возможности их деформации. К тому же, для работы в данном режиме должен быть использован достаточно гибкий кантилевер с высокой резонансной частотой, чтобы он был чувствителен к слабым силам, но в то же время не чувствительным к вибрациям.

В бесконтактном режиме АСМ отслеживает притягивающие Ван-дер-Ваальсовы силы между острием сканирующей иглы и образцом. Зазор между острием и образцом обычно составляет 510 нм. Такой режим позволяет исследовать мягкие и упругие образцы, при этом не загрязняя их при контакте с острием. Так как измеряемые притягивающие силы очень слабы, на результирующее изображение поверхности могут повлиять слои адсорбированной воды и газов. В данном режиме во избежание прилипания зонда к поверхности при сканировании с малой амплитудой используются кантилеверы с высоким коэффициентом упругости.

В полуконтактном режиме зонд колеблется на резонансной частоте кантилевера с такой амплитудой, что при каждом колебании острие касается образца в своей нижней точке. Работа в таком режиме снижает вероятность повреждения образца по сравнению с контактным режимом, а также снижает влияние электростатических сил на зонд, что позволяет получать

изображения более высокого разрешения. Амплитуду колебаний зонда задают в зависимости от задачи с помощью величины Set Point (Рисунок 1.4). При уменьшении Set Point амплитуда колебаний также уменьшается, при этом сила взаимодействия между зондом и образцом возрастает. Для проведения сканирования величина Set Point должна быть меньше (-6 отн. ед. для ACM Solver Р47Н), чем при свободных колебаниях (-10 отн. ед.), а для проведения литографии используются еще более низкие значения Set Point (~0.2 отн. ед.).

сюбодные колебания (10 отн. ед.) режим сканироммия (6 отн. ед.) литография (0.2 • 1 отн. ед.)

Рисунок 1.4. Амплитуда колеблющегося зонда.

При работе зонда в полуконтактном режиме межатомные силы изменяют фазу колебаний зонда. Данные изменения отображаются на фазовом изображении и показывают различия в механических, адгезивных, упругих свойствах и составе (см. Рисунок 1.5). Маленький фазовый угол на фазовом изображении соответствует материалам с низкими упругими свойствами [22]. Использование фазового изображения при сканировании зондами с магнитным покрытием и процедуры LiftMode позволяет получить информацию о магнитной структуре образца (Рисунок 1.6). Такой режим работы АСМ называется режимом магнитной силовой микроскопии (МСМ).

Рисунок 1.5. Изображения топографии (а) и фазы (б) магнитной ленты, полученные в полуконтактном режиме [22].

а)|

f

ниш

Рисунок 1.6. Топографическое (а) и МСМ (б) изображения магнитной ленты.

ACM состоит из двух основных частей: сканера и детектирующей системы (Рисунок 1.7). Сканер представляет собой пьезоэлектрическую трубку, которая способна отклонять образец в X, Y и Z направлениях. Система детектирования отслеживает отклонения зонда при воздействии на него атомных сил. Она состоит из лазера, отражающей обратной стороны кантилевера и фотодетектора (четырехсекционный фотодиод). Лазерный луч отражается от зонда и попадает в фотодетектор. При изменении отклонения кантилевера происходит смещение луча лазера относительно секций диода и соответственно изменение разностного сигнала с него, которое и показывает амплитуду смещения кантилевера. Исходя из амплитуды смещения, можно судить о силах взаимодействия и соответственно о расстоянии до поверхности.

В работе для проведения процесса сканирующей зондовой литографии использовались АСМ Solver Р47 компании NT-MDT и MultiMode компании VEECO (Рисунок 1.8). Обычно микроскоп состоит из виброзащитной системы (1), блока сканера (2), измерительных головок различных типов (3) и блока электроники (4), подключаемого к компьютеру [19, 24].

лазер

фото-

линза

сканер

Рисунок 1.7. Устройство АСМ [23].

Рисунок 1.8. Общий вид микроскопов Solver Р47Н (а) [17] и MultiMode (б) [24].

1.2.3 Виды сканирующей зондовой литографии

C3J1 может проводиться с помощью механического (силового) или электрохимического воздействия зонда на модифицируемую подложку (Рисунок 1.9). Все виды C3J1 представлены в Таблице 1.2.

• • • «

Рисунок 1.9. Силовая (а) и электрохимическая (б) C3JI [17].

Таблица 1.2 Виды C3J1.

Метод СЗЛ Материалы Применение Примеры

Силовая СЗЛ Механическая деформация Мягкие материалы: металлы (Си, А1, Аи, N1, АЙ, полупроводники (81, ваАв), полимеры (фоторезисты) Модификация фоторезиста, наноканалы и наноустройства на их основе (одноэлектронный транзистор) [9]

Манипуляции частицами Атомы, наночастицы Аи, Рс1, Си, ваАБ, латекс), биомолекулы, углеродные нанотрубки Молекулярная электроника, логические устройства, одноэлектронный транзистор [25-26]

Литография погруженного пера Металлы, неорганические компаунды, органические молекулы Биоустройства (биочипы), наноустройства [27-29]

Термомеханическая литография Легкоплавкие материалы, полимеры (РММА) Устройства памяти (Millipede) [30-31]

Электрохимическая СЗЛ Полевое испарение Металлы (Аи, А1, Си, Р1) Наноточки, нанопровода, устройства памяти [32-34]

Полевое осаждение из газовой среды Металлы (Сс1, Ре, ЯЬ) Наноточки, магнитные массивы [35-36]

Засветка электронами Резисты (СаР2, РММА, РСЮА) Нанопровода, резисторы [37-38]

Локальное окисление Металлы (Т!, №>, N0, полупроводники (Б!, ваАз) Массивы точек, нанопровода, транзисторы [39-41]

Виды механической СЗЛ

Для реализации механической СЗЛ к зонду прикладывается большая механическая сила. Различают следующие методы силовой СЗЛ: механическая деформация, манипуляция частицами, термомеханическая литография и литография погруженного пера.

Механическая деформация СЗМ зондом может осуществляться двумя способами: вдавливанием и вспашкой [9]. Вдавливание реализуется в том случае, когда зонд помещается над конкретным участком подложки и с силой прижимается к нему. Вспашка же осуществляется во время сканирования зондом подложки при одновременном прижиме зонда к поверхности, в результате чего на ней появляются наноцарапины.

При манипуляции частицами АСМ зонд используется для транспортировки нужного материала в желаемое место на подложке с целью формирования заданной структуры. В

качестве материала используются атомы, наночастицы, нанотрубки, а также биологические молекулы (например, ДНК) [25-26].

Литография погруженного пера была изобретена в 1999 Миркином [27]. В данной технике АСМ зонд используется как перо, а нужный материал покрывает зонд и доставляется на подложку как чернила. Транспортировка покрытия зонда осуществляется через водяной мениск, формируемый между зондом и поверхностью образца в результате действия капиллярных сил. С помощью литографии погруженного пера можно получать структуры из различных материалов: металлов, органических и биологических молекул. Также огромный интерес для высокоплотной записи информации и изготовления датчиков представляют структуры, выполненные из магнитных материалов (например, частицы РегОз, Рез04 и BaFe) [28-29].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Павлова, Анастасия Юрьевна, 2015 год

Список литературы

[1] Simonds, J.L. Magnetoelectronics today and tomorrow / J.L. Simonds // Physics Today. - 1995. -Vol. 48, no. 4.-P. 26-32.

[2] Bou Matar, O. Band gap tunability of magneto-elastic phononic crystal / O. Bou Matar, J.F. Robillard, J.O. Vasseur, A.-C. Hladky-Hennion, P.A. Deymier, P. Pernod, V. Preobrazhensky // Journal of Applied Physics. - 2012. - Vol. 111. - P. 054901.

[3] Высоцкий, C.JI. Магнитостатические спиновые волны в двумерных периодических структурах -магнито-фотонных кристаллах / С.Л. Высоцкий, С.А. Никитов, Ю.А. Филимонов // ЖЭТФ. - 2005. - Т. 128, Вып.3(9). - С.636-644.

[4] Nikitov, S. Yttrium iron garnet based phononic-magnonic crystal / S. Nikitov, Y. Filimonov, S. Vysotsky, Y. Khivintsev, E. Pavlov //2012 IEEE Intern Ultrasonic Symposium Proceedings. - P. 1240-1243.

[5] Lyubchanskii, I.L. Magnetic photonic crystals / I.L. Lyubchanskii, N.N. Dadoenkova, M.I. Lyubchanskii, E.A. Shapovalov, Th. Rasing // Journal of Physics D: Applied Physics. - 2003. -Vol. 36. - P. R277-R287.

[6] Lisenkov, I. Surface acoustic waves control with external magnetic field in TbCo2/FeCo films /1. Lisenkov, A. Klimov, V. Onoprienko, V. Preobrajenski, P. Pernod, S. Nikitov // International Ultrasonics Symposium IUS'2013, Prague, Czech Republic, 21-25 July 2013, paper IUS3-C-1.

[7] Zhou, H. Multilayer magnetostrictive structure based surface acoustic wave devices / H. Zhou, A. Talbi, N. Tiercelin, O. Bou Matar // Applied Physics Letters. - 2014. - Vol. 104. - P. 114101.

[8] Altissimo, M. E-beam lithography for micro-/nanofabrication / M. Altissimo // Biomicrofluidics. -2010.-Vol. 4.-P. 026503.

[9] Tang, Q. Nanofabrication with atomic force microscopy / Q. Tang, S.-Q. Shi, L. Zhou // J. Nanosci. Nanotech. - 2004. - Vol. 4, no. 8. - P. 948-963.

[10] Shirakashi, J. Ferromagnetic ultra-small tunnel junction devices fabricated by scanning probe microscope (SPM) local oxidation / J. Shirakashi, Y. Takemura // Transactions on Magnetics. -2004. - Vol. 40, no 4. - P. 2640-2642.

[11] Voves, J. The AFM LAO lithography on GaMnAs layers / J. Voves, M. Cukr, V. Novak // Microelectronic Engineering. - 2009. - Vol. 86. - P. 561-564.

[12] Oliveira, A. B. Magnetization reversal in permalloy ferromagnetic nanowires investigated with magnetoresistance measurements / A.B. Oliveira, S.M. Rezende, A. Azevedo // Phys. Rev. B. -2008.-Vol. 78.-P. 024423.

[13] Hsu, J.-H. Fabrication of nickel oxide nanostructures by atomic force microscope nano-oxidation

and wet etching / J.-H. Hsu, H.-W. Lai, H.-N. Lin, C.-C. Chuang, J.-H. Huang // J. Vac. Sci. Technol B. - 2003. - Vol. 21, no 6. - P. 2599-2601.

[14] Shearwood, С. Magnetoresistance and magnetization in submicron ferromagnetic gratings / C. Shearwood, S.J. Blundell, M.J. Baird, J.A.C. Bland, M. Gester, H. Ahmed, H.P. Hughes // Journal of Applied Physics. - 1994. - Vol. 75, no. 10. - P. 5249-5256.

[15] Martn, J.I. Fabrication of submicrometric magnetic structures by electron-beam lithography / J.I.

Martn, Y. Jaccard, A. Hoffmann, J. Nogues, J.M. George, J.L. Vicent, I.K Schuller // Journal of Applied Physics. - 1998,-Vol. 84, no.l.-P. 411-415.

[16] Geissler, M. Patterning: principles and some new developments / M. Geissler, Y. Xia // Advanced

Materials. - 2004. - Vol. 15.-P. 1249-1269.

[17] Xie, X.N. Nanoscale materials patterning and engineering by atomic force microscopy nanolithography / X.N. Xie, H.J. Chung, C.H. Sow, A.T.S. Wee // Materials Science and Engineering. - 2006. - Vol. 54. - P. 1-48.

[18] Binnig, G. Atomic force microscope / G. Binnig, C.F. Quate, Ch. Gerber // Physical review letters. - 1986. - Vol. 56, no. 9. - P. 930-934.

[19] Instruction manual SolverP47.

[20] Raiteri, R. Micromechanics senses biomolecules / R. Raiteri, M. Grattarola, R. Berger // Materials

today. - 2002. Vol. 5, no. 1. - P. 22-29.

[21] Суслов, А. А. Сканирующие зондовые микроскопы (обзор) / А.А. Суслов, С.А. Чижик // Материалы, Технологии, Инструменты. - 1997. - Т.2, №3 - С. 78-89.

[22] Scott, W.W. Use of phase imaging in atomic force microscopy for measurement of viscoelastic contrast in polymer nanocomposites and molecularly thick lubricant films / W.W. Scott, B. Bhushan // Ultramicroscopy. - 2003. - Vol. 97. - P. 151-169.

[23] Butt, H.J. Force measurements with the atomic force microscope: Technique, interpretation and

applications / H.-J. Butt, B. Cappella, M. Kappl // Surface Science Reports. - 2005. - Vol. 59. -P. 1-152.

[24] MultiMode SPM instruction manual.

[25] Hansen, L.T. A technique for positioning nanoparticles using an atomic force microscope / L.T.

Hansen, A. Kuhle, A.H. Sorensen, J. Bohr, P.E. Lindelof // Nanotechnology. - 1998. - Vol. 9. -P. 337-342.

[26] Heinrich, A.J. Molecule cascades / A.J. Heinrich, C.P. Lutz, J.A. Gupta, D.M. Eigler // Science. -

2002. - Vol. 298. - P. 1381-1387.

[27] Mirkin, C. A. Programming the assembly of two- and three-dimensional architectures with DNA

and nanoscale inorganic building blocks / C. A. Mirkin // Inorg. Chem. - 2000. - Vol. 39. - P. 2258-2272.

[28] Fu, L. Nanopatterning of "hard" magnetic nanostructures via dip-pen nanolithography and a sol-

based ink / L. Fu, X. Liu and Y. Zhang // Nano Lett. - 2003. - Vol. 3. - P. 757-760.

[29] Liu, X. Arrays of magnetic nanoparticles patterned via "dip-pen" nanolithography / X. Liu, L. Fu,

S. Hong, V.P. Dravid, C.A. Mirkin // Adv. Mater. - 2002. - Vol. 14, no. 3. - P. 231-234.

[30] Mamin, H. J. Thermomechanical writing with an atomic force microscope tip / H. J. Mamin, D.

Rugar // Appl. Phys. Lett. - 1992. - Vol. 61. - P. 1003-1005.

[31] Terris, B.D. Atomic force microscope-based data storage: track servo and wear study / B.D. Terris, S.A. Rishton, H.J. Mamin, R.P. Ried, D. Rugar // Appl. Phys. - 1998. - Vol. 66. - P. S809-S813.

[32] Mamin, H.J. Atomic emission from a gold scanning-tunneling-microscope tip / H.J. Mamin, P.H.

Guethner, D. Rugar // Phys. Rev. Lett. - 1990. - Vol. 65, no. 19. - P. 2418-2421.

[33] Kolb, D.M. Nanofabrication of small copper clusters on gold(lll) electrodes by a scanning tunneling microscope / D.M. Kolb, R. Ullmann, T. Will // Science. - 1997. - Vol. 275. - P. 1097-10997.

[34] Huang, D.H. Platinum nanodot formation by atomic point contact with a scanning tunneling microscope platinum tip / D.H. Huang, T. Nakayama, M. Aono // Appl. Phys. Lett. - 1998. -Vol. 73.-P. 3360-3362.

[35] Kent, A.D. Growth of high aspect ratio nanometer-scale magnets with chemical vapor deposition

and scanning tunneling microscopy / A.D. Kent, T.M. Shaw, S. von Molnar, D.D. Awschalom // Science. - 1993. - Vol. 262. - P. 1249-1252.

[36] Marchi, F. Nanometer scale patterning by scanning tunelling microscopeassisted chemical vapour

deposition / F. Marchi, D. Tonneau, H. Dallaporta, R. Pierrisnard, V. Bouchiat, V.I. Safarov, P. Doppelt, R. Even // Microelectronic Engineering. - 2000. - Vol. 50. - P. 59 -65.

[37] McCord, M.A. Lift-off metallization using poly(methyl methacrylate) exposed with a scanning tunneling microscope / M.A. McCord, R.F.W. Pease // Journal of Vacuum Science & Technology B: Microelectronics and Nanometer Structures. - 1988. - Vol. 6, no. 1. - P. 293296.

[38] Albrecht, T.R. Imaging and modification of polymers by scanning tunneling and atomic force microscopy / T.R. Albrecht, M.M. Dovek, C.A. Lang, P. Grutter, C.F. Quate, S.W.J. Kuan, C.W. Frank, R.F.W Pease // Journal of Applied Physics. - 1988. - Vol. 64, no. 3. - P. 1178-1184.

[39] Avouris, Ph. AFM-tip-induced and current-induced local oxidation of silicon and metals / Ph. Avouris, R. Martel, T. Hertel, R. Sandstrom // Applied Physics A-Materials Science & Processing. - 1998. - Vol. 66. - P. 659-667.

[40] Cervenka, J. Fabrication of nanostructures on Si(100) and GaAs(100) by local anodic oxidation /

J. Cervenka, R. Kalousek, M. Bartosik, D. Skoda, O. Tomanec, T. Sikola // Applied Surface Science. - 2006. - Vol. 253. - P. 2373-2378.

[41] Dubois, E. Nanometer scale lithography on silicon, titanium and PMMA resist using scanning probe microscopy / E. Dubois, J.-L. Bubbendorff // Solid-State Electronics. - 1999. - Vol. 43. -P. 1085-1089.

[42] Dagata, J. A. Modification of hydrogen-passivated silicon by a scanningtunneling microscope operating in air / J. A. Dagata, J. Schneir, H.H Harary, C.J. Evans, M.T.Postek, J. Bennett // Appl. Phys. Lett. - 1990. - Vol. 56. - P. 2001-2003.

[43] Day, H.C. Selective area oxidation of silicon with a scanning force microscope / H.C. Day, D.R.

Allee // Appl. Phys. Lett. - 1993. - Vol. 62. - P. 2691-2693.

[44] Wang, D. Nanofabrication of thin chromium film deposited on Si(100) surfaces by tip induced anodization in atomic force microscopy / Wang, L. Tsau, K.L. Wang, P. Chow // Appl. Phys. Lett. - 1995. - Vol. 67, no. 9. - P. 1295-1297.

[45] Snow, E.S. The kinetics and mechanism of scanned probe oxidation of Si / E.S. Snow, G.G. Jernigan, P.M. Campbell // Applied Physics Letters. - 2000. - Vol. 76, no. 13. P. 1782-1784.

[46] Garcia, R. Nano-chemistry and scanning probe nanolithographies / R. Garcia, R.V. Martinez, J. Martinez // Chem. Soc. Rev. - 2006. - Vol. 35. - P. 29-38.

[47] Sugimura, H. Scanning tunneling microscope tip-induced anodization for nanofabrication of titanium / H. Sugimura, T. Uchida, N. Kitamma, H. Masuhara // J. Phys. Chem. - 1994. - Vol. 98.-P. 4352-4357.

[48] Sugimura, H. Chemical approach to nanofabrication: modifications of silicon surfaces patterned by scanning probe anodization / H. Sugimura, N. Nakagiri // Jpn. J. Appl. Phys. - 1995. - Vol. 34.-P. 3406-3411.

[49] Cabrera, N. Theory of the oxidation of metals / N. Cabrera and N.F. Mott // Rep. Prog. Phys. -

1949.-Vol. 12.-P. 163-184.

[50] Gordon, A.E. Mechanisms of surface anodization produced by scanning probe microscopes / A.E.

Gordon, R.T. Fayfield, D.D. Litfin, T.K. Higman // J. Vac. Sci. Technol. B. - 1995. - Vol. 13. -P. 2805-2808.

[51] Sheglov, D.V. The deepness enhancing of an AFM-tip induced surface nanomodification / D.V.

Sheglov, A.V. Latyshev, A.L. Aseev // Applied Surface Science. - 2005. - Vol. 243. - P. 138142.

[52] Teuschler, T. Nanometer-scale field-induced oxidation of Si(lll):H by a conducting-probe scanning force microscope: Doping dependence and kinetics / T. Teuschler, K. Mahr, S. Miyazaki, M. Hundhausen, L. Ley//Appl. Phys. Lett. - 1995. - Vol. 67.-P. 3144-3146.

[53] Stievenard, D. Nanooxidation using a scanning probe microscope: An analytical model based on

field induced oxidation / D. Stievenard, P.A. Fontaine, E. Dubois // Appl. Phys. Lett. - 1997. -Vol. 70.-P. 3272-3274.

[54] Sugimura, H. Modification of n-Si(lOO) surface by scanning tunneling microscope tip-induced anodization under nitrogen atmosphere / H. Sugimura, N. Kitamura, M. Mushuhara // Jpn. J. Appl. Phys. - 1994. - Vol. 33. - P. L143-L145.

[55] Yasutake, M. Modification of silicon surface using atomic force microscope with conducting probe / M. Yasutake, Y.Y. Ejiri, T. Hattori // Jpn. J. Appl. Phys. - 1993. - Vol. 32. - P. LI021-L1023.

[56] Dagata, J.A. Understanding scanned probe oxidation of silicon / J.A. Dagata, T. Inoue, J. Itoh, H.

Yokoyama//Appl. Phys. Lett. - 1997. - Vol. 73.-P. 271-273.

[57] Dagata, J.A. Predictive model for scanned probe oxidation kinetics / J.A. Dagata, F. Perez-Murano, G. Abadal, K. Morimoto, T. Inoue, J. Itoh, H. Yokoyama // Appl. Phys. Lett. - 2000. -Vol. 76.-P. 2710-2712.

[58] Dagata, J.A. Current, charge, and capacitance during scanning probe oxidation of silicon. I. Maximum charge density and lateral diffusion / J.A. Dagata, F. Perez-Murano, C. Martin, H. Kuramochi, H. Yokoyama // J. Appl. Phys. - 2004. - Vol. 96. - P. 2386-2392.

[59] Avouris, Ph. Atomic force microscope tip-induced local oxidation of silicon: kinetics, mechanism,

and nanofabrication / Ph. Avouris, T. Hertel, R. Martel // Appl. Phys. Lett. - 1997. - Vol. 71. -P. 285-287.

[60] Jungblut, H. Nano-oxidation of H-terminated p-Si(100): influence of the humidity on growth and

surface properties of oxide islands / H. Jungblut, D.Wille, H.J. Lewerenz // Applied Physics Letters. - 2001. - Vol. 78, no. 2. - P. 168-170.

[61] Calleja, M. Nano-oxidation of silicon surfaces by noncontact atomic-force microscopy: Size dependence on voltage and pulse duration / M. Calleja, R. Garcia // Appl. Phys. Lett. - 2000. -Vol. 76, no. 23. - P. 3427-3429.

[62] Hu, K. Effect of the tip-sample contact force on the nanostructure size fabricated by local oxidation nanolithography / K. Hu, S. Wu, M. Huang, X. Hu, Q. Wang // Ultramicroscopy. -2012.-Vol. 115.-P. 7-13.

[63] Nishimura, S. Tapping mode SPM local oxidation nanolithography with sub-10 nm resolution / S.

Nishimura, T. Ogino, Y. Takemura, J. Shirakashi // Journal of Physics: Conference Series. -2008. - Vol. 100. - P. 052021.

[64] Nishimura, S. Improvement of scanning probe microscopy local oxidation nanolithography / S. Nishimura, T. Toyofuku, K. Miyashita, Yasushi Takemura, J. Shirakashi // J. Vac. Sci. Technol. B. - 2009. - Vol. 27, no. 2. - P. 948-952.

[65] Tello, M. Nano-oxidation of silicon surfaces: Comparison of noncontact and contact atomic-force

microscopy methods / M. Tello, R. Garcia // Appl. Phys. Lett. - 2001. - Vol. 79. - P. 424-426.

[66] BartoSik, M. Role of humidity in local anodic oxidation: A study of water condensation and electric field distribution / M. BartoSik, D. Skoda, O. Tomanec, R. Kalousek, P. Jansky, J. Zlamal, J. Spousta, P. Du, T. Sikola // Physical Review B. - 2009. - Vol. 79. - P. 195406.

[67] Heinzel, T. Electronic properties of nanostructures defined in Ga[Al]As heterostructures by local

oxidation / T. Heinzel, R. Held, S. Luscher, K. Ensslin, W. Wegscheider, M. Bichler // Physica E.-2001.-Vol. 9.-P. 84-93.

[68] Voves, J. Nanostructures defined by the local oxidation of the ferromagnetic GaMnAs layer / J.

Voves, Z. Soban, M. Janousek, V. Komarnickij, M. Cukr, V. Novak // Microelectronics Journal. - 2009. - Vol. 40. - P. 697-705.

[69] Chien, F.S.-S. Nano-oxidation of silicon nitride films with an atomic force microscope: Chemical

mapping, kinetics, and applications / F.S.-S. Chien, Y.C. Chou, T.T. Chen, W.-F. Hsieh, T.-S. Chao, S. Gwo // Journal of Applied Physics. - 2001. - Vol. 89, no. 4. - P. 2465-2472.

[70] Tranvouez, E. Topographical and electrical study of contact and intermittent contact mode InP AFM lithography / E Tranvouez, P Budau, G Bremond // Nanotechnology. - 2006. - Vol. 17. -P. 455-460.

[71] Pellegrino, L. Fabrication of submicron-scale SrTiC^devices by an atomic force microscope / L.

Pellegrino, I. Pallecchi, D. Marre, E. Bellingeri, A.S. Siri // Applied Physics Letters. - 2002. -Vol. 81, no. 20.-P. 3849-3851.

[72] Held, R. Nanolithography by local anodic oxidation of metal films using an atomic force microscope / R. Held, T. Heinzel, P. Studerus, K. Ensslin // Physica. - 1998. - Vol. E, no 2. - P. 748-752.

[73] Pellegrino, L. (Fe,Mn)3C>4 nanochannels fabricated by AFM local-oxidation nanolithography using Mo/Poly(methyl methacrylate) nanomasks / L. Pellegrino, Y. Yanagisawa, M. Ishikawa, T. Matsumoto, H. Tanaka, T. Kawai // Adv. Mater. - 2006. - Vol. 18. - P. 3099-3104.

[74] Rolandi, M. A new scanning probe lithography scheme with a novel metal resist / M. Rolandi, C.F. Quate, H. Dai//Adv. Mater. - 2002. - Vol. 14, no. 3.-P. 191-194.

[75] Shirakashi, J. Single-electron charging effects in Nb/Nb oxide-based single-electron transistors at

room temperature / J. Shirakashi, K. Matsumoto, N. Miura, M. Konagai // Applied Physics Letters.- 1998.-Vol. 72, no. 15.-P. 1893-1895.

[76] Oliveira, A.B. Submicron fabrication by local anodic oxidation of germanium thin films / A.B Oliveira, G. Medeiros-Ribeiro, A. Azevedo // Nanotechnology. - 2009. - Vol. 20. - P. 345301.

[77] Tsai, J.T.H. Fabrication of ZnO thin film transistors by atomic force microscopy nanolithography

through zinc thin films / J.T.H. Tsai, B.H.B. Lee, M.S. Yang // Physical Review B. - 2009. -Vol. 80.-P. 245215.

[78] Lin, H.-N. Selective growth of vertically aligned carbon nanotubes on nickel oxide nanostructures

created by atomic force microscope nano-oxidation / H.-N. Lin, Y.-H. Chang, J.-H. Yen, J.-H. Hsu, I.-C. Leu, M.-H. Hon // Chemical Physics Letters. - 2004. - Vol. 399. - P. 422-425.

[79] Takemura, Y. Applied voltage dependence of nano-oxidation of ferromagnetic thin films using atomic force microscope / Y. Takemura, S. Kidaka, K. Watanabe, Y. Nasu, T. Yamada, J. Shirakashi // J. Appl Phys. - 2003. - Vol. 93, no. 10. - P. 7346-7347.

[80] Calleja, M. Size determination of field-induced water menisci in noncontact atomic force microscopy / M. Calleja, M. Tello, R. Garcia // J. Appl. Phys. - 2002. - Vol. 92. - P. 5539-5542.

[81] Garcia, R. Patterning of silicon surfaces with noncontact atomic force microscopy: Field-induced

formation of nanometer-size water bridges / R. Garcia, M. Calleja, H. Rohrer // Journal of Applied Physics. - 1999. - Vol. 86, no. 4. - P. 1898-1903.

[82] Cooper, E.B. Terabit-per-square-inch data storage with the atomic force microscope / E.B. Cooper, S.R. Manalis, H. Fang, H. Dai, K. Matsumoto, S.C. Minne, T. Hunt, C.F. Quate // Applied Physics Letters. - 1999. - Vol. 75, no. 22. - P. 3566-3568.

[83] Dorn, A. Magnetotransport through AFM-defined antidot arrays / A. Dorn, M. Sigrist, A. Fuhrer,

T. Ihn, T. Heinzel, K. Ensslin, W. Wegscheider, M. Bichler // Physica E. - 2002. - Vol. 13. - P. 719-722.

[84] Legrand, B. Silicon nanowires with sub 10 nm lateral dimensions: from atomic force microscope

lithography based fabrication to electrical measurements / B. Legrand, D. Deresmes, D. Stievenard // J. Vac. Sci. Technol. B. - 2002. - Vol. 20. - P. 862-870.

[85] Minne, S.C. Fabrication of 0.1 urn metal oxide semiconductor field-effect transistors with the atomic force microscope / S.C. Minne, H.T. Soh, P. Flueckiger, C.F. Quate // Appl Phys Lett. -1995.-Vol. 66.-P. 703-705.

[86] Snow, E.S. A metal/oxide tunneling transistor / E.S. Snow, P.M. Campbell, R.W. Rendell, F.A. Buot, D. Park, C.R.K. Marrian, R. Magno // Applied Physics Letters. - 1998. - Vol. 72, no. 23. -P. A75-A78.

[87] Hasegawa, S. AFM nano-oxidation of NiFe thin films capped with Al-oxide layers for planar-type

tunnel junction / S. Hasegawa, S. Yamada, T. Yamada, J. Shirakashi, Y. Takemura // Transactions on Electrical and Electronic Engineering. - 2008. - Vol. 3. - P. 382-385.

[88] Takemura, Y. Direct modification of magnetic domains in Co nanostructures by atomic force microscope lithography / Y. Takemura, S. Hayashi, F. Okazaki, T. Yamada, J. Shirakashi // Japanese Journal of Applied Physics. - 2005. - Vol. 44, no. 9. - P. L285-L287.

[89] Klehn, B. Nanolithography with an atomic force microscope by means of vector-scan controlled

dynamic plowing / B. Klehn, U. Kunze // Journal of Applied Physics. - 1999. - Vol. 85. - P. 3897-3903.

[90] Hyon, C.K. Direct nanometer-scale patterning by the cantilever oscillation of an atomic force microscope / C.K. Hyon, S.C. Choi, S.W. Hwang, D. Ahn, Y. Kim, E.K. Kim // Appl. Phys. Lett.

- 1999. - Vol. 75. - P. 292-294.

[91] Cappella, B. Breaking polymer chains by dynamic plowing lithography / B. Cappella, H. Sturm,

S.M. Weidner // Polymer. - 2002. - Vol. 43, no. 16. - P. 4461-4466.

[92] Fang, T.-H. Nanoindentation and nanomachining characteristics of gold and platinum thin films /

T.-H. Fang, W.-J. Chang, C.-I Weng // Materials Science and Engineering A. - 2006. - Vol. 430.

- P. 332-340.

[93] Filho, H.D.F. Metal layer mask patterning by force microscopy lithography / H.D.F. Filho, M.H.P. Mauricio, C.R. Ponciano, R. Prioli // Mater. Sci. Eng. B. - 2004. - Vol. 112. - P. 194199.

[94] Li, X. Direct nanomechanical machining of gold nanowires using a nanoindenter and an atomic

force microscope / X. Li, P. Nardi, C.-W. Baek, J.-M. Kim, Y.-K. Kim // J. Micromech. Microeng.-2005.-Vol. 15.-P. 551-556.

[95] Rosa, J.C. Direct patterning of surface quantum wells with an atomic force microscope / J.C. Rosa, M. Wendel, H. Lorenz, J.P. Kotthaus, M. Thomas, H. Kroemer // Appl. Phys. Lett. - 1998. -Vol. 73.-P. 2684-2686.

[96] Tseng, A.A. Scratch properties of nickel thin films using atomic force microscopy / A.A. Tseng,

J. Shirakashi, S. Jou, J.-C. Huang, T.P. Chen // Journal of Vacuum Science & Technology B. -2010.-Vol. 28.-P. 202-210.

[97] Miyashita, K. Nanoscale patterning of NiFe surface by scanning probe microscopy scratch nanolithography / K. Miyashita, S. Nishimura, T. Toyofuku, J. Shirakashia // Journal of Vacuum Science & Technology B. - 2009. - Vol. 27. - P. 953-957.

[98] Santinacci, L. Selective palladium electrochemical deposition onto AFM-scratched silicon surfaces / L. Santinacci, T. Djenizian, H. Hildebrand, S. Ecoffey, H. Mokdad, T. Campanella, P. Schmuki // Electrochim. Acta. - 2003. - Vol. 48. - P. 3123-3130.

[99] Bizyaev, D. A. Nickel nanoparticles and nanowires obtained by scanning probe lithography using

point indentation / D.A. Bizyaev, A.A. Bukharaev, D.V. Lebedev, N.I. Nurgazizov, T.F. Khanipov // Technique Tech. Phys. Lett. - 2010. - Vol. 38. - P. 645-648.

[100] Pyo, S. Organic thin-film transistors with submicrometer channel length fabricated by atomic force microscopy lithography / S. Pyo, Y. Oh, M. Yi // Chemical Physics Letters. - 2006. - Vol. 419. - P. 115-119.

[101] Li, L. Patterning of polymer electrodes by nanoscratching / L. Li, M. Hirtz, W. Wang, C. Du, H. Fuchs, L. Chi // Adv. Mater. - 2010. - Vol. 22. - P. 1374-1378.

[102] Choi, C.H. A study of AFM-based scratch process on polycarbonate surface and grating application / C.H. Choi, D. J. Lee, J.-H. Sung, M. W. Lee, S.-G. Lee, S.-G. Park, E.-H. Lee, B.-H. OH Applied Surface Science.-2010.-Vol. 256.-P. 7668-7671.

[103] Temiryazev, A. Pulse force nanolithography on hard surfaces using atomic forcemicroscopy with a sharp single-crystal diamond tip / A. Temiryazev // XVIII Symposium "Nanophysics & Nanoelectronics". - 2014.

[104] Broers, A.N. Resolution limits for electron-beam lithography / A.N. Broers // IBM J. Res. Dev. -1988. - Vol. 32, no. 4. - P. 502-513.

[105] Chen, W. Fabrication of 5-7 nm wide etched lines in silicon using 100 keV electron beam lithography and polymethylmethacrylate resist / W. Chen, H. Ahmed // Appl. Phys. Lett. - 1993. -Vol. 62.-P. 1499-1501.

[106] Cumming, D.R.S. Fabrication of 3 nm wires using 100 keV electron beam lithography and poly(methyl methacrylate) resist / D.R.S. Cumming, S. Thorns, S.P. Beaumont, J.M.R. Weaver // Appl. Phys. Lett. - 1996. - Vol. 68. - P. 322-324.

[107] Liddle, J.A. High-throughput projection electron-beam lithography employing SCALPEL / J.A. Liddle, S.D. Berger // Proc SPIE. - 1993. - Vol. 2014. - P. 66-763.

[108] URL: www.mapperlithography.com

[109] Rai-Choudhury, P. Handbook of Microlithography, Micromachining, and Micro fabrication, vol. 1 "Microlithography", ch. 2 "Electron Beam Lithography" / P. Rai-Choudhury. - SPIE Optical Engineering, 1997.

[110] Hatzakis, M. Electron resists for microcircuit and mask production / M. Hatzakis // J. Electrochem. Soc. - 1969. - Vol. 116, no. 7. - P. 1033-1037.

[111] Bernstein, G.H. New high-contrast developers for PMMA resist / G.H. Bernstein, D.A. Hill, W.P. Liu // J. Appl. Phys. - 1992. - Vol. 71, no. 8. - P. 4066-4075.

[112] Bernstein, G.H. On the attainment of optimum developer parameters for PMMA resist / G.H. Bernstein, D.A. Hill // Superlattices and Microstructures. - 1992. - Vol. 11, no. 2. - P. 237-240.

[113] Wang, M. Lithography, ch. 13 "High-energy electron beam lithography for nanoscale fabrication" / M. Wang. - InTech, 2010.

[114] Adesida, I. Substrate thickness considerations in electron beam lithography / I. Adesida, T.E. Everhart // Journal of Applied Physics. - 1980. - Vol. 51, no. 11.-P. 5994.

[115] Brolsardt, R. 100 keV electron beam lithography process for high aspect ratio submicron structures / R. Brolsardt, F. Gotz, B. Rapp // Microelectronic Engineering. - 1995. - Vol. 27. - P. 139-142.

[116] Bernstein, G.H. On the attainment of optimum developer parameters for PMMA resist / G.H. Bernstein, D.A. Hill // Superlattices and Microstructures. - 1992. - Vol. 11, no. 2. - P. 237-240.

[117] BerCiC, B. Introduction to Electron Beam Lithography / B. Bercic.

[118] Harafuji, K. Proximity effect correction data processing system for electron beam lithography / Harafiiji, A. Misaka, K. Kawakita, N. Nomura, H. Hamaguchi, M. Kawamoto // Journal of Vacuum Science and Technology B. - 1992. - Vol. 10, no. 1. - P. 2741-2745.

[119] Lee, S. PYRAMID - a hierarchical, rule-based approach toward proximity effect correction -part II: correction / S. Lee, B. Cook // Transactions on Semiconductor Manufacturing. - 1998. -Vol. 11, no. l.-P. 117-128.

[120] Wind, S. J. Accuracy and efficiency in electron beam proximity effect correction / S. J. Wind, P. D. Greber , H. Rothuizen // Journal of Vacuum Science B. - 1998. - Vol. 16, no. 6. - P. 32623268.

[121] Grant, D.J. Electron-Beam Lithography: From Past to Present / D.J. Grant. - 2003.

[122] Dobisz, E.A. Electroless metal discharge layers for electron beam lithography / E.A. Dobisz, R.B. Susan, L. Brandow, M.-S. Chen, W.J. Dressick // Applied Physics Letters. - 2003,— Vol. 82, no. 3.-P. 478-480.

[123] Huang, W.-S. Synthesizing and processing conducting polythiophene derivatives for charge dissipation in electron-beam lithography / W.-S. Huang // Polymer. - 1994. - Vol. 35, no. 19. -P. 4057-4064.

[124] Tan, Z.C.H. Application of charge dissipation material in MEBES® phase shift mask fabrication / Z.C.H. Tan, C. Sauer // Photomask Technology and Management, Proc. SPIE. - 1994. - Vol. 2322.-P. 141-148.

[125] Steingruber, R. Micro-optical elements fabricated by electron-beam lithography and dry etching technique using top conductive coatings / R. Steingruber, M. Ferstl, W. Pilz // Microelectronic Engineering. - 2001. - Vol. 57-58. - P. 285-289.

[126] Kirsch, P. Combination of e-beam lithography and of high velocity AIN/diamond-layered structure for SAW filters in X band / P. Kirsch, M.B. Assouar, O. Elmazria, M.E. Hakiki, V. Mortet, P. Alnot // Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control. - 2007. -Vol.54, no. 7.-P. 1486-1491.

[127] Jackel, L.D. 50-nm silicon structures fabricated with tri level electron beam resist and reactive ion etching / L.D. Jackel, R.E. Howard, E.L. Hu, D.M. Tennant, P. Grabbe // Appl. Phys. Lett. -1981. - Vol. 39, no. 3. - P. 268-270.

[128] Guo, L. A silicon single-electron transistor memory operating at room temperature / L. Guo, E. Leobandung, S.Y. Chou // Science. - 1997. - Vol. 275, no. 5300. - P. 649-651.

[129] Lee, S.W. A fast and low-power microelectromechanical system-based non-volatile memory device / S.W. Lee, S.J. Park, E.E.B. Campbell, Y.W. Park // Nat Commun. - 2011. - Vol. 20, no. 220.-P. 1-6.

[130] Chiu, W.Y. Directional coupler formed by photonic crystal InAlGaAs nanorods / W.Y. Chiu, T.W. Huang, Y.H. Wu, F.H. Huang, Y.J. Chan, C.H. Hou, H.T. Chien, C.C. Chen, S.H. Chen, J.I. Chyi // Journal of Lightwave Technology. - 2008. - Vol. 26, no. 5. - P. 488-491.

[131] Assouar, M.B. High-frequency surface acoustic wave devices based on AIN/diamond layered structure realized using e-beam lithography / M.B. Assouar, O. Elmazria, P. Kirsch, P. Alnot, V. Mortet, C. Tiusan // J. Appl. Phys. - 2007. - Vol. 101. - P. 114507.

[132] Su, Y.-W. Fabrication of two-dimensional arrays of CdSe pillars using e-beam lithography and electrochemical deposition / Y.-W. Su, C.-S. Wu, C.-C. Chen, C.-D. Chen // Advanced materials. - 2003. - Vol. 15, no. 1. - P. 49-51.

[133] Chou, S.Y. Nanolithographically defined magnetic structures and quantum magnetic disk / S.Y. Chou, P.R. Krauss, L. Kong // Journal of Applied Physics. - 1996. - Vol. 79, no. 8. - P. 61016106.

[134] Czerwinski, F. The influence of crystallographic orientation of nickel surface on oxidation inhibition by ceria coatings / F. Czerwinski, J.A. Szpunar // Acta mater. - 1998. - Vol. 46, no. 4. -P. 1403-1417.

[135] Bonfisco, L.P. Effects of crystallographic orientation on the early stages of oxidation in nickel and chromium / L.P. Bonfisco, M. Frary // J. Mater. Sci. - 2010. - Vol. 45. - P. 1663-1671.

[136] Vaz, C.A.F. Magnetism in ultrathin film structures / C.A.F. Vaz, J.A.C. Bland, G. Lauhoff // Rep. Prog. Phys. - 2008. - Vol. 71. - P. 056501.

[137] Ohring, M. Materials science of thin films / M. Ohring. - Academic press, 2001.

[138] Kelly, P.J. Magnetron sputtering: a review of recent developments and applications / P.J. Kelly, R.D. Arnell//Vacuum. -2000. - Vol. 56.-P. 159-172.

[139] URL: http://www.directvacuum.com

[140] URL: http://www.sputter-coater.com

[141] Kittel, C. Introduction to solid state physics / C. Kittel. - John Wiley & Sons, 2005.

[142] Джумалиев, A.C. Влияние напряжения смещения на структуру, морфологию и магнитные свойства пленок никеля, полученных магнетронным распылением на постоянном токе / А.С. Джумалиев, Ю.В. Никулин, Ю.А. Филимонов // Наноинженерия. - 2013. - №. 2. - С. 24-29.

[143] Dzhumaliev, A.S. The formation of the (200) and (110) textures in iron films prepared by magnetron sputtering / A.S. Dzhumaliev, Y.V. Nikulin, Y.A. Filimonov // Technical Physics Letters.-2013.-Vol. 39, no. 11.-P. 938-941.

[144] Horcas, I. WSXM: A software for scanning probe microscopy and a tool for Nanotechnology /1. Horcas, R. Fernández, J.M. Gómez-Rodríguez, J. Colchero, J. Gómez-Herrero // Review of Scientific Instruments. - 2007. - Vol. 78. - P. 013705.

[145] URL: http://www.gwyddion.net

[146] Foiles, S.M. Embedded-atom-method functions for the fee metals Cu, Ag, Au, Ni, Pd, Pt, and their alloys / S.M. Foiles, M.I. Baskes, M.S Daw // Phys. Rev. B. - 1986. - Vol. 33. - P. 7983.

[147] Masumoto, H. Crystal anisotropy and temperature dependence of Young's modulus in single crystal of nickel / H. Masumoto, H. Saito, Y. Murakami // Trans JIM. - 1969. - Vol. 10, no 2. -P. 119-123.

[148] Thompson, C.V. Stress and grain growth in thin films / C.V. Thompson, R. Carel. // J. Mech. Phys. Solids. - 1996. - Vol. 44, no. 5. - P. 657-673.

[149] Сангвал, К. Травление кристаллов: Теория, эксперимент, практика / К. Сангвал. - М.: Мир, 1990.-492с.

[150] Тагиев, Б.Г. Вольт-амперные характеристики поликристаллов соединения ZnGa2Se4 / Б.Г. Тагиев, О.В. Тагиев, С.Г. Асадуллаева // Физика и техника полупроводников. - 2011. - Т. 45, № 1.-С. 53-56.

[151] Shimbo, B.N. Fabrication of lateral oxide barriers for metal singleelectron transistors (dissertation) / B.N. Shimbo. - Stanford University, 2009.

[152] Лукашевич, М.Г. Введение в магнитоэлектронику: курс лекций для студентов физического факультета / М.Г. Лукашевич. - Мн.: БГУ, 2003.

[153] Fuhr, J. D. Anisotropic magnetoresistance in manganites: experiment and theory / J. D. Fuhr, M. Granada, L. B. Steren, B. Alascio//J. Phys.: Condens. Matter. - 2010. - Vol. 22.-P. 146001.

[154] Campbell, I.A. Ferromagnetic materials. Vol.3, ch. 9 "Transport properties of ferromagnets" / I.A. Campbell, A. Fert. - Amsterdam: North-Holland, 1982.

[155] Rheem, Y. Magnetotransport studies of a single nickel nanowire / Y. Rheem, B-Y. Yoo, W. P. Beyermann, N. V. Myung//Nanotechnology. -2007. - Vol. 18.-P. 015202.

[156] Jorritsma, J. Temperature-dependent magnetic anisotropy in Ni nanowires / J. Jorritsma, J.A. Mydosh // JAP. - 1998. - V.84. - P. 901.

[157] Rijks, Th. G.S.M. In-plane and out-of-plane anisotropic magnetoresistance in Ni80Fe20 thin films / Th. G.S.M. Rijks, S.K.J. Lenczowski, R. Coehoorn, W.J.M. de Jonge // Phys. Rev. B. -1997.-Vol. 56.-P. 362.

[158] Chen, T. Transverse magnetoresistivity anisotropy measurements and the geometrical size effect in nickel thin films / T. Chen, V. Marsocci // J. Appl. Phys. - 1972. - Vol. 43. - P. 1554.

[159] Rudiger, U. Magnetoresistance, micromagnetism, and domain-wall scattering in epitaxial hep Co films / U. Rudiger, J. Yu, L. Thomas, S.S.P. Parkin, A.D. Kent // Phys. Rev. B. - 1999. - Vol. 59.-P. 11914.

[160] Rijks, Th. G.S.M. Semiclassical calculations of the anisotropic magnetoresistance of NiFe-based thin films, wires, and multilayers / Th. G.S.M. Rijks, R. Coehoorn, M.J.M. de Jong, W.J.M. de Jonge // Phys. Rev. B. - 1995. - Vol. 51. - P. 283.

[161] Kobs, A. Anisotropic interface magnetoresistance in Pt/Co/Pt sandwiches // A. Kobs, S. Hese, W. Kreuzpaintner, G. Winkler, D. Lott, P. Weinberger, A. Schreyer, H.P. Oepen // Phys. Rev. Let. - 2011. Vol. 106. - P. 217207.

[162] Torres, M. Ultrasonic band gaps and negative refraction / M. Torres, F.R. Montero de Espinosa // Ultrasonics. - 2004. - Vol. 42. - P. 787-790.

[163] Deymier, P. A. Acoustic Metamaterials and Phononic Crystals / P. A. Deymier // Springer Series in Solid-State Sciences.-2013.-Vol. 173.

[164] Pennec, Y. Two-dimensional phononic crystals: Examples and applications / Y. Pennec, J.O. Vasseur, B. Djafari-Rouhani, L. Dobrzynski, P.A. Deymier // Surf. Sci. Rep. - 2010. - Vol. 65, no 8.-P. 229-291.

[165] Khelif, A. Experimental study of guiding and filtering of acoustic waves in a two dimensional ultrasonic crystal / A. Khelif, A. Choujaa, S.Benchabane, B. Djafari-Rouhani, V. Laude // Z. Kristallogr. - 2005. - Vol. 220. - P. 836.

[166] Page, J.H. Tunneling and dispersion in 3D phononic crystals / J.H. Page, S. Yang, Z.Y. Liu, M.L. Cowan, C.T. Chan, P.Sheng // Z. Kristallogr. - 2005. - Vol. 220. - P. 859-870.

[167] Laude, V. Surface acoustic wave trapping in a periodic array of mechanical resonators / V. Laude, L. Robert, W. Daniau, A. Khelif, S. Ballandras // Appl. Phys. Lett. - 2006. - Vol. 89. - P. 083515.

[168] White, R.M. Direct piezoelectric coupling to surface elastic waves / R.M. White, F.W. Voltmer // Appl. Phys. Lett. - 1965. - Vol.7. - P. 314-316.

[169] Milsom, R.F. Analysis of generation and detection of surface and bulkacoustic waves by interdigital transducers / R.F. Milsom, N.H.C. Reilly, M. Redwood // IEE Transactions on Sonics and Ultrasonics. - 1977. - Vol.SU-24, no 3. - P. 147-166.

[170] Darinskii, A. Surface acoustic wave scatteringfrom steps, grooves, and strips on piezoelectric substrates / A. Darinskii, M. Weihnacht, H. Schmidt // IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control. - 2010. - Vol. 57. - P. 2042-2050.

[171] Hofer, M. Finite element simulation of wave propagation in periodic piezoelectricsurface acoustic wave structures / M. Hofer, N. Finger, G. Kovacs, J. Schoberl, S. Zaglmayr, U. Langer, R. Lerch // IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control. - 2006. -Vol. 53.-P. 1192-1200.

[172] Morgan, D. Surface Acoustic Wave Filters / D. Morgan. - London: Academic, 2007.

[173] Kovacs, G. Improved material constants for LiNbC>3 and ЫТаОз, / G. Kovacs, M. Anhorn, H. Engan, G. Visintini, C. Ruppel // Proceedings of 1990 IEEE International Ultrasonics Symposium. - 1990. - P. 435-438,.

[174] Kaye, G. Tables of physical and chemical constants and some mathematical functions / G. Kaye, T. Laby. - London: Longman, 1986.

[175] Koelmans, W.W. Cantilever arrays with self-aligned nanotips of uniform height / W.W. Koelmans, T. Peters, E. Berenschot, M.J. de Boer, M.H. Siekman, L. Abelmann // Nanotechnology.-2012.-Vol.23, no 13.-P. 135301.

[176] Yamaguchi, M. Variable saw delay line using amorphous TbFe2 film / M. Yamaguchi, K.Y. Hashimoto, H. Kogo, M. Naoe // Transactions on magnetic. - 1980. - Vol. 16, no. 5. - P. 916918.

[177] Chicharro, J. Dependence of 5E-effect on internalstresses in nickel: Experimental results by laser interferometry / J. Chicharro, A. Bayon, F. Salazar // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. - 2006. - Vol. 297. - P. 44-53.

[178] Krischer, C. Magnetic-field-dependent attenuation of surface waves by nickel thin films / C. Krischer, I. Feng, J.B. Block, M. Levy // Appl. Phys. Lett. - 1976. - Vol. 29, №2. - P. 76-77.

[179] Weigert, R.F. Magnetic field dependence of surface acoustic wave velocity and attenuation in nickel thin films / R.F. Weigert, M. Levy // J. Appl. Phys. - 1988. - V. 64. - P. 5411-5413.

[180] Wiegert, R.F. Magnetoelastic surface acoustic wave attenuation and anisotropic magnetoresistance in Ni3Fe thin film / R.F. Wiegert // Journ. Appl. Phys. - 2002. - Vol. 91. - P. 8231-8233.

[181] Yoshida, H. Attenuation of surface acoustic wave through sputtered multi-layered nickel film / H. Yoshida, H. Fujimori, T. Kaneko, S. Abe, H. Morita // Journal de Physique. - 1988. - V.49. -P. C8-1795-1796.

[182] Walikainen, D. Magnetorelastic-surface-acoustic-wave attenuation peaks in thin ferromagnetic films / D. Walikainen, R.F. Wiegert, M. Levy // J. Appl. Phys. - 1988. - V.63. - P.3927-3929.

[183] Казаков, Г.Т. Осцилляции прохождения поверхностных волн Рэлея через пленку Ga,Sc-замещенного железоиттриевого граната / Г.Т. Казаков, И.М. Котелянский, А.В. Маряхин, Ю.А. Филимонов, Ю.В. Хивинцев // Радиотехника и электроника. - 2004. - Т.49, №5. -С.568-576.

[184] Хивинцев, Ю.В. Магнитоупругие волны в касательно намагниченных слоистых структурах на основе Ga, Sc - замещенного железоиттриевого граната. Автореф. дис. к.ф.-м.н. / Ю.В. Хивинцев. - Саратов, 2004.

[185] Weller, M. Elastically driven ferromagnetic resonance in nickel thin films / M. Weller, L. Dreher, С. Heeg, H. Huebl, R. Gross, M.S. Brandt, S.T.B. Goennenwein // Phys. Rev. Lett. -2011.-Vol. 106.-P. 117601.

[186] Гуревич, А.Г. Магнитные колебания и волны / Гуревич А.Г., Мелков Г.А. - М.: Физматлит, 1994.

Приложение. Технологический процесс изготовления микрополосок из пленок ферромагнитных металлов.

Изготовление контактных площадок из золота

/.Подготовка подложки (стекло, SÍ/SÍO2): а) очистка по 5 минут в ацетоне, изопропиловом спирте и деионизованной воде с применением ультразвуковой ванночки, б) сушка потоком азота.

2.НапылениеТ1 20 нм /Аи 100 нм(Рисунок П1а). Напыление Ti производится для улучшения адгезии слоя Au.

3. Нанесение на подложку адгезивного агента HMDS и негативного резиста AZnLOF 2020 (Рисунок П1 б). Параметры центрифугирования: скорость 2.000 об/мин, ускорение 1.000 об/мин/сек, время 20 сек. В результате получается слой резиста 1 мкм толщиной. Сушка резиста в течение 60 сек при температуре 110 °С.

-/.Экспонирование резиста УФ излучением в течение 3 сек с использованием фотомаски в виде контактных площадок. Сушка резиста в течение 60 сек при температуре 110 °С (Рисунок П1 б).

5. Проявка резиста в AZ326 в течение 20 сек (Рисунок П1 в). Промывка деионизованной водой и сушка потоком азота.

6. Ионное травление пленки Ti 20 нм /Аи 100 нм, не защищенной резистом (Рисунок П1 в-г). Ориентация подложки к потоку ионов: 90°. Время травления 5-6 мин.

7.Удаление оставшегося резиста в Remover PG при температуре 70°С (Рисунок П1 д). Промывка деионизованной водой и сушка потоком азота.

Изготовление микрополосок

8. Нанесение на подложку адгезивного агента HMDS и позитивного резиста AZ 1518 (Рисунок П1 е). Параметры центрифугирования: скорость4.500 об/мин, ускорение 1.000 об/мин/сек, время 10 сек. В результате получается слой резиста 1.6 мкм толщиной. Сушка резиста в течение 60 сек при температуре 110 °С.

Р.Экспонирование резиста УФ излучением в течение 2.3 сек с использованием фотомаски в виде микрополосок при совмещении с уже созданными контактными площадками. Сушка резиста в течение 60 сек при температуре 110 °С (Рисунок П1 е).

10. Проявка резиста в растворе AZ400K и деионизованной воды (1:3) в течение 30 сек (Рисунок П1 ж). Промывка деионизованной водой и сушка потоком азота.

11. Напыление пленки ферромагнитного металла (Ni, FeCo) нужной толщины с помощью магнетронного распыления (Рисунок П1 з).

12.Взрывная литография в Remover PG при температуре70°С (Рисунок П1 и).Промывка в изопропиловом спирте и сушка потоком азота.

подложка

Ti/Au

AZnLO

AZ1518

Ni,FeCo

а)

УФ

1 1 1

б)

д)

УФ

е)

ион

1 11

в)

1//»

з)

и)

Рисунок П1.Схема технологического процесса изготовления микрополосок.

з<

Благодарности

Данная работа выполнялась в Саратовском Государственном Техническом Университете им. Гагарина Ю.А. и лаборатории магнитоэлектроники СВЧ Саратовского филиала Института Радиотехники и Электроники им. Котельникова РАН совместно с лабораторией LICS/LEMAC Института электроники, микроэлектроники и нанотехнологий (IEMN, г. Лилль, Франция).

Автор благодарит в первую очередь научного руководителя профессора СГТУ им. Гагарина Ю.А. и директора СФ ИРЭ им. Котельникова РАН Филимонова Юрия Александровича за руководство и поддержку на протяжении этих лет работы. Автор сердечно благодарит всю лабораторию магнитоэлектроники СВЧ СФ ИРЭ им. Котельникова РАН: Высоцкого С.Л., Джумалиева A.C., Дудко Г.М., Кожевникова А.В, Сахарова В.К., Никулина Ю.В., Павлова Е.С. Особую благодарность хочется выразить Юрию Владимировичу Хивинцеву за внимание, готовность придти на помощь и указать нужное направление, полезное обсуждение результатов, а также за его опыт, который помог начать ориентироваться в научной среде.

Автор также выражает признательность руководителям с французской стороны профессорам Высшей школы г. Лилль Владимиру Леонидовичу Преображенскому и Phillipe Pernod за их участие и поддержку. Спасибо всем коллегам из лаборатории LICS/LEMAC (Климову A.A., Крутянскому Л.М., Пыльнову Ю.В., Talbi A., Gerbedoen J.-C., Tiercelin N., Алешину В.В., Кутлубаевой Ю.И., Янкину С.С., Кошелюку С.С., Ширковскому П.Н., Смагину Н.В.), а также других лабораторий Института электроники, микроэлектроники и нанотехнологий (Deresmes D., Vaurette F., Avramovic-Sbrugnera V.) за помощь в работе, обсуждении ее результатов и хорошо проведенное время вне работы.

Огромное спасибо Никулину Ю.В., Сахарову B.K, Tiercelin N., Gerbedoen J.-C., Темирязеву А.Г. за помощь в создании образцов для исследований, Сердобинцеву A.A. за проведение Оже-спектроскопии, Янкину С.С. за численное моделирование.

Автор также благодарит коллектив кафедры Электронные приборы и устройства Саратовского Государственного Технического Университета им. Гагарина Ю.А., в особенности заведующего кафедрой Захарова Александра Александровича.

Автор благодарен своей семье за их внимание, понимание и эмоциональную поддержку.

Без поддержки всех этих людей эта диссертация бы не была написана. Еще раз выражаю им свою искреннюю признательность.