Курс лекций НЭ_ч4-ч5_Богач_2013. Курс лекций " Основы наноэлектроники"

• Название: Курс лекций " Основы наноэлектроники"
• Анкор: Курс лекций НЭ_ч4-ч5_Богач_2013.doc
• Дата: 26.04.2018
• Размер: 3.44 Mb.
• Имя файла: Курс лекций НЭ_ч4-ч5_Богач_2013.doc
• Тип: Курс лекций; #18523
• страница: 11 из 17

5.Методы исследования наноструктур.

5.1.Сканирующая зондовая микроскопия.

5.1.1.Сканирующая туннельная микроскопия.

В 1978 году лауреаты Нобелевской премии Г. Бинниг и Г. Рорер создали сканирующий туннельный микроскоп.

Сканирующий туннельный микроскоп представляет собой при­бор для изучения поверхности твердых тел, основанный на скани­ровании острием, находящимся под потенциалом, поверхности образца на расстоянии до 10 Ангстрем и одновременном измерении тун­нельного тока между острием и образцом.

Принцип действия сканирующего туннельного микроскопа (СТМ) заключается в измерении электронного тока обусловленного кванто­во-механическим туннелированием электронов. С этой целью ис­пользуется проводящий зонд, который подводится к исследуемой по­верхности на расстояние возникновения туннельного тока. Такую операцию можно осуществить с помощью пьезодвигателя, изменяю­щего свои размеры под действием управляющего напряжения (рис. 1.26).

При приложении напряжения Us на промежутке острие—образец возникает туннельный ток, который поддерживается постоянным за счет цепи обратной связи. Одновременно цель обратной связи управляет положением острия по координате z с помощью пьезод­вигателя Рz. В системе обратной связи формируется разностный сиг­нал, который усиливается и подается на исполнительный элемент.


Рис. 1.26. Схема туннельного микроскопа: Рx, Рy, Pz — пьезодвигатели; ОУ — операционные- усилители.

На основе полученного сигнала исполнительный элемент при­ближает или отодвигает острие от поверхности, нивелируя разност­ный сигнал. Точность удержания промежутка острие—поверхность может составить 0,01 Ангстрема. При перемещении острия по координатам х и у система обратной связи отрабатывает изменения разностного сигнала на исполнительных элементах Рx и Рy так, что сигнал оказывается пропорционален рельефу исследуемой поверхности.

Изображение поверхности формируется следующим образом. Ос­трие движется над образцом вдоль, например, оси x. Величина сиг­нала на исполнительном элементе Рz, пропорциональная рельефу поверхности, записывается в память компьютера. Так получается строчная развертка.

Затем острие возвращается в исходную точку, переходит на сле­дующую строку по координате у, и процесс сканирования повторя­ется до заполнения кадра строками.

В этом случае говорят о кадровой развертке. Записанный при строчном и кадровом сканировании сигнал обратной связи обраба­тывается компьютером, а изображение строится с помощью средств компьютерной графики.

Существуют два режима формирования изображений поверх­ности: в режиме постоянного туннельного тока и в режиме постоян­ного среднего расстояния.

При исследованиях в режиме постоянного туннельного тока (рис. 1.27а) острие перемешается вдоль поверхности. В процессе растрового сканирования изменение напряжения на z-электроде за­писывается в память в виде функции Uc = f(x,y).

Напряжение на z электроде Uc = f(x,y) с большой точностью повторяет рельеф поверхности и после обработки средствами компь­ютерной графики адекватно изображает поверхность образца. Полу­ченное изображение представляет собой физический рельеф, который отражает геометрию поверхности.

В случае однородного (напри­мер, монокристаллического) образ­ца регистрируемый рельеф поверх­ности максимально приближается к геометрическому.



Рис. 1.27. Два способа формиро­вания изображения поверхности: режим постоянного туннельного тока (а); режим постоянного сред­него расстояния (б).

Режим постоянной высоты удоб­нее использовать при исследовании гладких поверхностей (рис. 1.27б). В этом случае зонд перемещается над поверхностью на расстоянии не­скольких ангстрем. Изображение по­верхности можно получить путем из­мерения туннельного тока в процессе сканирования поверхности и его компьютерной обработки. Этот режим позволяет реализовать высокие скорости сканирования и высокую частоту получения изображений, а также позволяет наблюдать за динамикой процессов на поверхности.

Если острие заточить так, чтобы на его конце находился одиноч­ный выступающий атом или кластер атомов, размер которого мень­ше характерного радиуса острия, то можно получить пространствен­ное разрешение вплоть до атомного.

Туннелирование может проходит только между теми объектами, волновые функции которых пересекаются. Следовательно, атомное разрешение возможно получить только в том случае, если на острие иглы сформируется один атом.

Ска­нирующий метод туннельной микроскопии предназначен для визу­ализации атомов в элементарной ячейке. Этим методом можно определять расстояние вдоль поверхности с точностью 0,1 Ангстрема, однако он не позволяет определить расстояние между верхним и низлежащим слоями.

Метод, с одной стороны, дает прямую картину расположения атомов на по­верхности, а с другой стороны, он не предназначен для полного кристаллографического описания поверхности. С развитием метода сканирующей туннельной микроскопии связывают дальней­шие перспективы исследования поверхности.

5.1.2.Атомно-силовая микроскопия.

Атомно-силовой мик­роскоп представляет собой прибор для изучения поверхноститвердых тел, основанный на сканиро­вании острием поверхности и одновре­менном измерении атомно-силового взаимодействия между острием и об­разцом.

Атомно-силовой микроскоп был изо­бретен в 1986 году К. Куэйтом и К. Гер­бером. В основе работы атомно-силового микроскопа лежит атомно-силовое взаи­модействие между зондом и поверх­ностью. Это взаимодействие имеет слож­ный характер и определяется силами Ван-дер-Ваальса. Энергию ван-дер-ваальсовского взаимодействия двух ато­мов, находящихся на расстоянии r друг от друга, аппроксимируют потенциалом Леннарда—Джонса, который можно за­писать в виде


Качественный ход потенциала при изменении расстояния взаи­модействия представлен на рис. 1.29.

Рис. 1.29. Потенциал Леннарда-Джонса в зависимости от расстояния между атомами: А —зона oтталкивания зонда, В — зона притяжения зонда.

В соответствии с распределением потенциала, зонд испытывает притяжение со стороны образца на больших расстояниях и отталки­вание от образца на малых расстояниях.

Технической задачей является регистрация малых изгибов зонда. В технике атомно-силовой микроскопии зондом служит кантилевер в виде балки с острием на конце (рис. 1.30).

Регистрация малых изгибов консоли кантилевера осуществляется оптическим методом. С этой целью на кантилевер направляется луч полупроводникового лазера, который отражается и попадает на че­тырехсекционный полупроводниковый диод (рис. 1.31).




Рис. 1.30. Изображение зонда-кантилевера в виде балки

прямоугольного сечения (а) и треугольной балки (б)



Рис. 1.31. Оптическая схема регистрации деформации кантилевера (а) и четырехсекционный фотоприемник (б).
Важным моментом методики является то, что конец кантилевера с зондом перемещается вверх-вниз, а консоль с зеркалом изменяет угол положения в пространстве. Чувствительность определяется отношением полудлины консоли кантилевера и расстояния до фотодиода.

Фотодиод калибруется так, что задаются исходные значения фото­тока в секциях фотодиода: I₀₁, I₀₂, I₀₃, I₀₄. При деформации консоли в секциях фотодиода будут зарегистрированы токи I₁, I₂, I₃, I_4. Вели­чину и направление деформации кантилевера будут характеризовать разности токов

ΔI_z= (ΔI₁+ ΔI₂ )- (ΔI₃+ ΔI₄ ) (1.17)

для нормали к поверхности образца;
ΔI_x,y = (ΔI₁+ ΔI₄ )- (ΔI₂+ ΔI₃ ) (1.18)

для касательных к поверхности сил.

Электронная часть атомно-силового микроскопа (ACM) похожа на электронную часть, включая систему обратной связи, сканирую­щего туннельного микроскопа (СТМ).

В атомной силовой микроскопии разработаны следующие основ­ные методы исследования поверхности.
Контактная атомно-силовая микроскопия. В методе контакт­ной атомно-силовой микроскопии острие зонда непосредственно со­прикасается с поверхностью. В этом случае силы притяжения и от­талкивания, действующие от образца, компенсируются силой упру­гости консоли.

Изображение рельефа поверхности формируется либо при по­стоянной силе взаимодействия зонда с поверхностью, либо при постоянном среднем расстоянии между основанием зондового датчика и поверхностью образца. Изображение по этой методике характеризует пространственное распределение силы взаимодей­ствия зонда с поверхностью об­разца (рис. 1.32).


Рис. 1.32. Схема формирования изо­бражения поверхности при постоян­ной силе взаимодействия кантилевера с поверхностью (а) и при посто­янном расстоянии между кантилевером и поверхностью (б).
К недостаткам метода следует отнести непосредственное взаи­модействие зонда с поверх­ностью, что приводит к поломке зондов или разрушению поверх­ности образа, а также затрудне­ниям в получении воспроизводи­мых результатов при смене зонда и исследовании деформируемых материалов.

Эта методика может быть ис­пользована для исследования по­верхности с малой механической жесткостью. К ним относятся ор­ганические материалы, биологи­ческие объекты при условии учета последствий контактного взаимо­действия.
Колебательный метод атомно-силовой микроскопии. В про­цессе сканирования используются колебательные методики, которые позволяют уменьшить последствия механического взаимодействия зонда с исследуемой поверхностью. В бесконтактном режиме кантилевер возбуждают так, что бы он совершал вынужденные колебания с амплитудой приблизительно 1 нм. При приближении кантилевера к поверхности на него действуют ван-дер-ваальсовские силы. Гради­ент сил приводит к сдвигу амплитудно-частотной и фазочастотной характеристик системы. Это обстоятельство используется для полу­чения фазового контраста в исследованиях поверхности методом атомно-силовой микроскопии.

Технически измерения проходят в следующей последовательно­сти. С помощью пьезовибратора возбуждают колебания кантилеве­ра на частоте ω₀, близкой к резонансной частоте, и амплитудой, которую система обратной связи поддерживает на уровне А₀ (А₀ < А_ω). Напряжение записывается в компьютер в качестве АСМ-изображения рельефа поверхности. Одновременно в каждой точке регистрируются изменения фазы колебаний кантилевера. Данные записываются в виде распределения фазового контраста, что дает возможность получения дополнительной информации об объекте.
Микроскопия электростатических сил. В основе метода микро­скопии электростатических сил (МЭС) лежит принцип электро­статического взаимодействия между кантилевером и образцом.

Кантилевер находится на некотором расстоянии Δx: над поверх­ностью образца. Если образец и кантилевер изготовлены из про­водящего электричество материала, то можно приложить между ними постоянное напряжение U₀ и переменное U₁ sin(ω∙t). Полное напряжение между образцом и кантилевером равно U = U₀ – φ(x,y) + U₁ sin(ω∙t), где φ(x,y) — величина поверх­ностного потенциала в точке измерения. При этом появится сила электростатического притяжении между образцом и зондом.

Сила, с которой кантилевер будет притягивается к поверхности, равна F = dE/dx, где Е = CU²/2 — энергия конденсатора емкостью С.

Для силы F получим выражение


Под действием силы F кантилевер будет колебаться, и перемен­ная составляющая сигнала будет изменяться в соответствии с зако­ном F(t). С помощью синхронного детектора можно выделить ком­поненты сигнала F на частоте ω или 2ω.

МЭС реализуется в двухпроходном режиме. Во время первого прохода строки измеряется рельеф в обычном полуконтактном ре­жиме, а при повторном сканировании строки регистрируется ампли­туда резонансных колебаний кантилевера.
Различают емкостную микроскопию и Кельвин-микроскопию.

Режим емкостной микроскопии применяется для изучения емко­стных свойств поверхности образцов, в частности, можно регистри­ровать распределение легирующей электроактивной примеси в по­лупроводнике, от которой напрямую зависит глубина обедненного слоя. Для эффективности работы методики средняя величина шеро­ховатости рельефа поверхности образца должна быть меньше ради­уса кривизны острия зонда.

Кельвин-микроскопия предназначена для исследования поверх­ностей материалов, имеющих области с различными поверх­ностными потенциалами. Используя данную методику, можно реги­стрировать распределение зарядов на элементах поверхности, изме­рять и анализировать неоднородные заряженные области, определять работу выхода электронов.

Среди других методик атомно-силовой микроскопии развиты электросилова микроскопия, магнитносиловая микроскопия, ближнепольная оптическая микроскопия. Эти специфические ме­тодики применяются для исследования пленок, локальных магнит­ных свойств.

5.1.3.Ближнепольная сканирующая оптическая микроскопия.

Марголин 379с.

Еще совсем недавно считалось, что предел возможностям оп­тики ставит фундаментальный рэлеевский критерий разрешения оптических приборов. Он заключается в том, что минимальный размер различимого объекта немного меньше длины волны ис­пользуемого света и принципиально ограничен дифракцией из­лучения. Однако в последнее время появилась и вызывает все боль­ший интерес возможность изучения и формирования оптическими методами различных структур нанометровых размеров, которые во много раз меньше длины световой волны λ. Такая возможность возникла в связи с развитием ближнепольной оптики (БПО) — нового и чрезвычайно перспективного направления физической и прикладной оптики.

С физической точки зрения она основана на присутствии в даль­ней зоне излучения вполне идентифицируемых следов взаимодей­ствия света с микрообъектом, находящимся в ближнем световом поле, которое локализовано на расстояниях, много меньших λ. В тех­ническом смысле БПО в себе сочетает элементы обычной оптики и сканирующей зондовой микроскопии. Отличительным элемен­том ближнепольных приборов является оптический зонд (рис. 7.26), обычно представляющий собой заостренное оптическое волокно 1, наружная поверхность которого, за исключением вершины кону­са, покрыта непрозрачным слоем металла 3 (d <<λ, h< λ). Окруж­ность, показанная штриховой линией, ограничивает область ближнепольного контакта.

Часть светового потока, распространяющегося по волокну, проходит через выходное сечение зонда, как сквозь диафрагму в металлическом экране, и достигает образца, расположенного в ближнем поле источника. Если расстояние z до поверхности об­разца и радиус r_д диафрагмы удовлетворяют условию r_д∙ z << λ, то размер светового пятна на образце близок к размеру диафрагмы. При перемещении зонда вдоль образца возможна реализация раз­решения, не ограниченного дифракцией, или сверхразрешения.

Подобная идея была предложена еще в 1928 г. Е. Сингхом, она намного опередила технические возможности своего времени, но осталась практически не замеченной. Ее первое подтверждение было получено Е.Эшем в опытах с микроволнами в 1972 г. В начале 1980-х гг. группа исследователей из Цюрихской лаборатории фир­мы IBM во главе с Дитером Полем проникла внутрь дифракцитонного

предела и продемонстрировала разрешение λ/20 на приборе, работающем в видимом оптическом диапазоне и получившем на­звание ближнепольного сканирующего оптического микроскопа (БСОМ). Чуть раньше в этой же лаборатории был создан первый сканирующий туннельный микроскоп, принесший ей всемирную известность.


Рис. 7.26. Схема работы оптического микроскопа в ближнем поле:

1 — оптическое волокно; 2 — проходя­щее через зонд излучение; 3 — слой ме­талла; 4 — выходная апертура зонда; h — расстояние между исследуемой поверх­ностью и апертурой зонда; d — выходной диаметр оптического волокна.

В отличие от туннельного и атомно-силового микроскопов, сразу завоевавших признание, БСОМ некоторое время оставался в тени. Уникальные возможности БСОМ были убедительно продемонст­рированы лишь в начале 1990-х гг., когда удалось решить две важ­ные технические проблемы: существенно повысить энергетиче­скую эффективность зондов и обеспечить надежный контроль рас­стояния между острием и образцом. В последние годы в десятках лабораторий успешно ведутся работы по использованию БСОМ при решении широкого круга задач физики поверхности, биоло­гии, техники записи и считывания информации и др. С 1993 г. в США ведется промышленный выпуск приборов БПО.

К настоящему времени создано около 20 типов БСОМ, разли­чающихся особенностями оптической схемы и функциональным назначением зонда. В зависимости от наличия или отсутствия ди­афрагмы на конце зонда их можно подразделить на две основные группы: апертурные и безапертурные. Принцип действия апертур­ных БСОМ, составляющих преобладающее большинство современ­ных приборов, заключается в том, что луч лазера (обычно гелий- неонового или аргонового) через согласующий элемент попадает в заостренное металлизированное волокно и на выходе сужается до размеров диафрагмы. Взаимное перемещение острия и образца в трех измерениях (х, у, z) осуществляется с помощью пьезодвижите­лей. Прошедшие через образец или отраженные и рассеянные фо­тоны улавливаются одним из микрообъективов и направляются в регистрирующий прибор, обычно фотоумножитель. Такой микро­объектив, как правило, входит в схему обыкновенного оптического микроскопа, что позволяет осуществить выбор исследуемого учас­тка и его привязку к более широкому полю. Широко распростране­ны приборы, работающие в режиме сбора фотонов, когда зонд переносит фотоны от образца, освещенного, например, через мик­рообъектив, к детектору. В комбинированном режиме (освещение/ сбор) зонд выполняет одновременно обе функции.

Чтобы установить острие на нужной высоте над образцом, во всех сканирующих зондовых микроскопах используют зависимость величины / регистрируемого сигнала от z. В большинстве типов БСОМ зависимость I(z) неоднозначна, поскольку наряду с ближнепольным сигналом I₁ регистрируется также периодически из­меняющийся с z сигнал I₂, вызванный интерференцией падаю­щей и переотраженных волн в системе зонд —образец. Это зат­рудняет или делает полностью невозможным надежный конт­роль z по величине I= I₁+ I₂ при сближении острия с образцом. Лучшим решением проблемы является введение в БСОМ вспо­могательных узлов, позволяющих им осуществлять также функ­ции сканирующего туннельного или атомно-силового микроско­пов, в которых определение z не вызывает существенных труд­ностей.

В таких комбинированных приборах запись изображения осу­ществляется одновременно по двум каналам, один из которых воспроизводит рельеф поверхности, а другой — локальное рас­пределение показателя преломления в тончайшем приповерхност­ном слое. Возможность различения оптического и топографиче­ского контрастов существенно упрощает интерпретацию изобра­жения. Наибольшее распространение получил метод контроля z, основанный на изменении тангенциальной составляющей силы физического взаимодействия острия с образцом.

Основной характеристикой БСОМ является пространственное разрешение, которое в большой степени зависит от условий осве­щения или, в более общем случае, от наблюдения образца, струк­туры его поверхности и микрогеометрии зонда. Известно, что функция импульсного отклика дифракционно ограниченной оп­тической системы описывается распределением Эри. Полушири­на главного максимума распределения соответствует разрешению по Рэлею:



где φ — апертурный угол.

В пределе при

При прохождении света через малую диафрагму из-за рассеяния и геометрических ограничений происходит искажение и расширение Δf спектра пе­реносимых пространственных частот, которое также описывается распределением Эри:



В результате при α→0 волновое поле непосредственно за диафрагмой содержит сколь угодно боль­шие пространственные частоты, следовательно,



В реальной ситуации из-за конечной проницаемости металли­ческого экрана (покрытия) минимальный эффективный радиус диафрагмы определяется глубиной проникновения света в металл или толщиной δ скин-слоя. С учетом этого ожидаемое предельное разрешение, например для зонда с алюминиевым покрытием, в видимом диапазоне спектра составляет Δx_min = 2∙δ = 13 нм, что соответствует лучшим экспериментальным результатам. Отсутствие физических ограничений размера вершины зонда в безапертур- ных БСОМ позволяет реализовать в них разрешение выше 1 нм.

Критерий Рэлея иллюстрирует принцип неопределенности Гей­зенберга, согласно которому любая попытка повысить степень локализации или точность определения положения Δх источника света приводит к возрастанию неопределенности Δр_х сопряженно­го импульса фотонов. При рассеянии фотонов в максимальном диапазоне углов



где — постоянная Планка; k_х — х-компонента волнового векто­ра k (Δх > λ/2).

Возможность реализации разрешения Ах « Х/2, казалось бы, противоречит одному из основных физических принципов. Одна­ко следует иметь в виду, что соотношение неопределенности в самом общем виде относится к положению частицы в импульсно­-координатном пространстве. Поэтому, ограничивая одну из ком­понент волнового вектора, оно позволяет варьировать другие. Можно принять, например,

где γ — вещественное положительное число. Тогда
(7.17)

При γ →∞ область допустимых значений k_х неограниченно ра­стет, а Δх может быть сколь угодно малым. Мнимым k_z соответ­ствуют затухающие волны. Следовательно, при реализации субволнового разрешения антенна—зонд должна располагаться в пре­делах затухающего поля вблизи поверхности образца, т.е. заведо­мо при z <λ.

Теперь мы можем уточнить понятие ближнего поля, ассоции­руя его с областью существования затухающих и, следовательно, нерадиационных волн, амплитуда которых меняется с расстояни­ем z от границы раздела сред или малого рассеивающего объекта по закону



Величина g^-1 характеризу­ет глубину проникновения затухающей волны и по порядку соиз­мерима с размерами субволнового рассеивателя.

В частности, для диафрагмы радиуса r_д в тонком проводящем экране g^-1 = 2∙r_д. Для поверхности со сложным рельефом величина g^-1 определяется суммарным вкладом компонент спектра простран­ственных частот, причем т-я компонента с периодом d_m<<λ обнаружима на расстоянии



(В режиме сбора фото­нов точность воспроизведения профиля поверхности возрастает с увеличением числа т компонент затухающего поля, участвующих в образовании изображения, а значит, с уменьшением z.) В даль­нем поле при

присутствуют лишь распространяющиеся вол­ны, к которым применимы законы и ограничения обычной опти­ки. Естественно, что они также вносят вклад в результирующее поле в ближней волновой зоне. Структуру ближнего поля могут определять также и различного рода поверхностные резонансные электромагнитные моды, возбуждаемые светом вблизи выходного сечения зонда.

Возможность улучшения на порядок и более локальности оп­тических методов исследования поверхности существенна при решении широкого круга научных и прикладных задач. Анализи­руя взаимодействие света с неоднородной поверхностью метода­ми обычной оптики, приходится усреднять влияние многих де­фектов находящихся в пределах облучаемого участка. Примене­ние БСОМ облегчает исследование отдельных неоднородностей нанометрового размера. Первым подтверждением этой особенно­сти стало обнаружение одночастичных плазмонов, возбуждаемых светом в металлизированных латексных сферах.

К числу объектов, для которых проблема локальности оптиче­ского анализа играет первостепенную роль, относятся гетеро­структуры с квантово-размерными свойствами. В них с помощью БСОМ удается не только локализовать отдельные центры люми­несценции, что само по себе представляет значительный инте­рес, но и разделить их спектры. Такие исследования дают ценную информацию как о структурных особенностях системы, в том числе о шероховатости (на атомном уровне) границ раздела, так и о механизме диффузии и распада квазичастиц типа экситонов. Ис­следования в БСОМ эффекта наведенного фототока позволяют выявлять приповерхностные дефекты в полупроводниковых об­разцах с разрешением почти на порядок выше, чем разрешение широко используемых на практике методов OBIC и EBIC (optical/ electron beam induced current).

Методы БПО интересны для наноэлектроники, так как по­зволяют исследовать поверхность и топологию элементов с вы­сокой локальностью. Вместе с тем можно оказывать на поверх­ность и тонкий слой силовое воздействие (в частности, модифи­цировать их структуру), если ближнее поле характеризуется вы­сокой напряженностью. Это направление применений БПО, на­зываемое также нанооптикой, также интенсивно развивается. Примером может служить нанесение с помощью БСОМ различ­ных рисунков, характерный размер элементов которых составляет 50...70 нм.

Возможность в несколько раз улучшить разрешение при фото­литографии, а также на порядок и более повысить плотность за­писи информации (например, на магнитооптических средах) яв­ляется очень перспективной и стимулирует большое число работ, направленных на решение этих задач. Однако переход от лабора­торных исследований к разработке промышленных технологий сдерживается малой скоростью нанесения рисунка на поверхность путем сканирования зонда. Требуемая скорость сканирования свя­зана с мощностью излучения, которая ограничена термической устойчивостью зонда.

Как уже отмечалось ранее, в типичных условиях только 10^-6... 10^-4 часть светового потока попадает на образец, а основная часть поглощается металлическим покрытием зонда и нагревает его. Со­ответствующий анализ показал, что распределение температуры в зонде существенно зависит от его микрогеометрии и структуры поля вблизи вершины. Обычно наиболее нагретая область нахо­дится на значительном удалении от вершины. Однако этого доста­точно, чтобы уже при световой мощности около 10 мВт, падаю­щей на входное сечение стеклянного волоконного зонда с алю­миниевым покрытием выходной конической части, при мощнос­ти дошедшего до образца излучения около 10 нВт происходило разрушение зонда из-за плавления алюминиевого покрытия, со­гласно результатам измерений.

При рассмотрении эффективности воздействия интенсивного света на вещество в области ближнепольного контакта нужно иметь в виду, что длина свободного пробега не­равновесных носителей, возникших при поглощении света, и раз­мер области, где происходит разветвленный процесс фотовозбуж­дения и разогрева вещества, могут существенно превосходить раз­мер апертуры зонда.

В сканирующих ближнепольных оптических микроскопах ис­пользуется луч света диаметром меньше, чем длины волны источни­ка света. Свет подается по оптическому волокну, которое стравли­вается на острие. Такое технологическое новшество позволяет полу­чить высокую степень разрешения микроскопа, превосходящую классическую оптику.

Ближнепольный оптический микроскоп на основе светового во­локна с малой апертурой на выходе весьма полезен при исследо­вании фоточувствительных структур, биологических объектов и на­ноструктурированных материалов.