Hordiienko Y. 
Professor, doc. of phys. and math. sci., Chief Researcher of the Department of 

Microelectronics, Electronic Devices and Appliances, KNURE, Kharkiv, Ukraine 

Levchenko A. 
Postgraduate student of the Department of Microelectronics, Electronic Devices 

and Appliances, KNURE, Kharkiv, Ukraine 

 

THEORETICAL ASPECTS OF PHYSICAL IMAGES FORMATION IN 

SCANNING MICROWAVE MICROSCOPY

 

 

Introduction. SMM is a product of the development of radio wave methods of 

an electrodeless non-destructive method for controlling the electrophysical parameters 
of various materials and a new area of probe nanotechnology, which can be called 
"microwave nanodiagnostics of materials and objects." 

It covers the high-resolution multi-parameter control of the spatial distribution 

(tomography) of the electrophysical properties of objects and on its basis the 
assessment of the functional capabilities of various nanotechnologies and 
nanoconducts, etc. 

To justify the foregoing, it suffices to point out that, unlike the AFM, which 

basically shows the nanoprofile of the object's surface, the SMM image contains 
information not only about the surface profile, but also nanoscale information on the 
distribution profile of the permittivity and electrical conductivity (or tgδ on the 
microwave) [1, 2]; photosensitivity [3], moisture content [4]; magnetic properties [5], 
etc. Naturally, the necessary multi-parametrization of diagnostics is realized by 
organizing an appropriate number of the extracted signals of the measurement 
information and highlighting the contribution of each of them in the process of image 
processing. In general, the study of the issues of restoring the physical nature of the 
images of the parameters of the object under investigation using SMM is very relevant 
[6]. 

In [1, 2], the first attempts were made to establish a two-parameter diagnostics 

with SMM and to create the principles of the necessary theory. Theoretically, the task 
of solving the inverse measurement problem exists only in the situation when the direct 
problem is solved by purely approximate numerical methods [7]. For SMM, this is just 
the characteristic. 

Scanning Microwave Microscopy (SMM), by being a separate type of scanning 

probe microscopy (SPM), allows us to measure the surface microrelief, spatial 
distribution of specific resistivity, dielectric permittivity, to build the profilogram of 
carrier distribution by depth, to estimate the lifetime and mobility of carriers in 
contactless way by means of its principles. The diagnostics of semiconductors has its 

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