Учебное пособие. — СПб: НИУ ИТМО, 2014. — 127 с.В учебном пособии рассматриваются современные экспериментальные методы изучения наноструктур, включая электронную и атомно-силовую микроскопию, рентгеновскую спектроскопию, а также стационарную и нестационарную оптическую спектроскопию.Учебное пособие предназначено для обучения магистров по направлению 200700 «Фотоника и оптоинформатика» в рамках Магистерской программы 200700.68 «Физика наноструктур» для изучения дисциплины «Специальные методы измерения физических величин». Материал может быть рекомендован для студентов старших курсов физико-технических специальностей, а также при подготовке магистров и аспирантов, специализирующихся в области применения оптических методов в нанотехнологиях.СодержаниеВведениеСписок основных обозначенийНаноструктуры. Методы и техника исследования и диагностики наноразмерных объектовОбщие представления о наноструктурах, методах и технике исследования и диагностики нанообъектовТипы наноструктурТехнологии формирования наноструктурНанолитографияМолекулярно-лучевая эпитаксияОсаждение из газовой фазыМеталлоорганический синтез коллоидных квантовых точекМетоды определения морфологии наноструктурЭлектронная микроскопияСканирующая туннельная и атомно-силовая силовая микроскопияМалоугловое рентгеновское рассеяние, рентгенофазовый анализСпектроскопия низкочастотного комбинационного рассеяния светаМетоды оптической характеризации химического состава, электронной и колебательной энергетической структуры нанообъектовАбсорбционно-люминесцентная спектроскопияСпектроскопия комбинационного рассеяния светаБлижнепольная сканирующая оптическая микроскопияЭлектронная микроскопияПросвечивающая электронная микроскопияПринципиальная схема просвечивающего электронного микроскопаПрямые методы исследования объектов пленка-подложка и дисперсных объектовИсследование процессов зарождения и роста тонких пленокИзучение нанорельефа массивных образцов с помощью просвечивающего электронного микроскопаАнализ кристаллической структуры образцов методом дифракции электронов с помощью просвечивающего электронного микроскопаСканирующая электронная микроскопияФормирование изображенияХимический анализ нанообъектов с помощью электронных микроскоповСканирующая зондовая микроскопияСканирующая туннельная микроскопия (СТМ)Физические принципы работы СТМПринцип работы туннельной ячейки СТМКонструктивные особенности СТМ и основные режимы работыФормирование и обработка изображений в зондовой микроскопииПримеры применения СТМ, предельно достижимые параметры, уникальные исследованияАтомно-силовая микроскопияОписание и принцип действия АСМЗонды атомно-силовых микроскоповОсновные режимы работы АСМПримеры применения АСМ, предельно достижимые параметры, уникальные исследованияМетоды рентгеновской диагностики наноструктурРентгеновский фазовый анализ. Определение химического состава и размера наночастиц. Формула ШерераМалоугловое рентгеновское рассеяние. Определение размеров наночастиц. Формула ГиньеМетоды оптической микроскопии наноструктурОптическая микроскопия наноструктурВведение в оптическую микроскопиюТрадиционная оптическая микроскопияМетоды светлого и темного поля, фазового и интерференционного контрастовПоляризационная микроскопия анизотропных материаловЛюминесцентная микроскопияЛюминесцентные лазерные сканирующие микроскопыКонфокальная люминесцентная микроскопияТехника микрофлюориметрии и микро комбинационного рассеяния светаБлижнепольная оптическая микроскопияФизические основы ближнепольной оптической микроскопии (БСОМ)Апертурная БСОМБезапертурная БСОМУсиленное острием комбинационное рассеяние света нанообъектов (TERS-спектроскопия)Стационарная и кинетическая спектроскопия наноструктурИзмерение параметров электронной энергетической структуры наночастицМетоды абсорбционной спектроскопииВыжигание долгоживущих спектральных провалов в неоднородно уширенном спектре поглощенияМетоды люминесцентного анализаМетод заполнения электронных состоянийАнализ спектров возбуждения люминесценцииРазмерно-селективные люминесцентные методыОсобенности комбинационного рассеяния света наноструктурамиФизические основы комбинационного рассеяния светаНерезонансное комбинационное рассеяние, классическое описаниеНерезонансное комбинационное рассеяние, основы квантового описанияРезонансное комбинационное рассеяниеСпектры возбуждения резонансного комбинационного рассеяния и их использование для изучения электронной структуры квантовых нанокристалловОсобенности фононного спектра нанокристаллов.Низкочастотное комбинационное рассеяние на акустических фононах - определение размеров нанокристалловМетоды и техника исследования динамики электронных возбужденийПонятие об иерархии характерных времен эволюции возбуждений в полупроводниковых структурахМетод синхронного детектирования в регистрации оптических откликовПрямые измерения кинетики люминесценции: техника коррелированного счета одиночных фотонов и стрик-камераТехника коррелированного счета одиночных фотоновСтрик-камераТехника АП-конверсииИспользование метода накачка-зондированиеКогерентный контроль квазиупругого вторичного свечения, вторичного свечения с участием фононов и термализованной люминесценцииСписок литературы