Зазначено, що рух кінчика вістря вивчався за допомогою методу молекулярної динаміки, а рух усього кантилевера - за допомогою теорії катастроф. Розроблено методику комп'ютерної побудови зображень поверхонь з дефектами в атомно-силовому мікроскопі у режимах постійної сили та висоти сканування. Вивчено вплив радіуса вістря та режимів на роздільну здатність і контраст зображень. Досліджено механізми деформацій кінчика вістря, визначено критичні висоти сближення та сили сканування. Мікросистему "тримач кантилевера - кантилевер - вістря - поверхня" запропоновано розглядати як адгезійну і фрикційну машини катастроф. Детально вивчено явища "стрибків до контакту" та "прилипання - ковзання". Розраховано величини стрибків вістря та сили, виявлено причини нестійкого руху. Встановлено критерії руху без стрибків, одно- та багатократних ковзань. Для запобігання руйнування вістрь запропоновано безкатастрофні та беззносні режими сканування.

Проведено теоретичне й експериментальне дослідження взаємодії поля ближньопольових зондів з діелектричними об'єктами складної структури з малими втратами та розв'язано зворотні задачі ближньопольового зондування таких об'єктів. Запропоновано алгоритм для розв'язання широкого класу зворотних задач ближньопольової мікрохвильової мікро- та інтроскопії. За його допомогою на основі експериментальних даних вперше одержано зображення зрізів приповерхневого шару тестового об'єкта з об'ємними неоднорідностями. Розроблено ближньопольовий мікрохвильовий мікроскоп нової конструкції - з активним зондом, реалізовано два його варіанти: на основі λ/4 резонатора та на основі кільцевого коаксіального резонатора. Запропоновано метод підвищення чутливості мікроскопа генераторного типу за рахунок виведення його у квазіперіодичний режим з високою крутизною характеристики при взаємодії з зовнішнім джерелом сигналу. Створено широкосмуговий НВЧ мікроскоп на основі лінійного багатомодового коаксіального резонатора. Подано новий тип модуляційної схеми автопідстройки на основі керованого резонатора та НВЧ генератора з фіксованою частотою. Вперше використано мікрозонди апертурного типу, що дозволило підвищити інформативність сигналу в процесі дослідження об'єктів з об'ємними неоднорідностями. Запропоновано метод підвищення роздільної здатності візуалізації прихованих дефектів у ближньопольовій НВЧ мікроскопії.

Удосконалено методи та засоби калібрування для вимірювальних растрових електронних мікроскопів (РЕМ), що дозволяє підвищити точність оцінювання метрологічних характеристик (МХ) у процесі виконання процедури калібрування РЕМ для забезпечення вимірювання лінійних розмірів у нанометровому діапазоні, зокрема, в субдіапазоні від 10 nm до 100 nm. Запропоновано новий метод калібрування РЕМ поетапним наближенням. Розроблено узагальнену модель вимірювального сигналу одержаного на РЕМ, складовими якої є вимірювальна, емпірична і ідеалізована, сумісний розгляд яких дозволяє одержати точні оцінки MX РЕМ та обчислити їх розширену невизначеність. Розроблено методику оцінювання розширеної невизначеності результату оцінювання MX РЕМ. Запропоновано використання швидкості розповсюдження поверхневих акустичних хвиль під час відтворення довжини та розроблено стандартний зразок для калібрування РЕМ у нанометровому діапазоні.

Розкрито питання вдосконалення модуляційно-поляризаційного методу реєстрації механічних напружень шляхом підвищення чутливості вимірювання наведеного нестаціонарними процесами двопроменезаломлення в матеріалах електроніки. Проведено моделювання та технічну реалізацію фотопружного мікроскопу з підвищеною чутливістю на основі досліджень нестаціонарної фотопружності в матеріалах електроніки для вимірювання в них величини двопроменезаломлення. Описано методику розрахунку приповерхневих та внутрішніх механічних напружень. Продемонстровано практичне застосування фотопружного мікроскопу для вимірювання механічних переміщень фотопружних еталонів з градаційними змінами показників заломлення. На основі розрахунків спектрів шумів модулятора, теплового, структурного, та інших шумів показано, що серед шумових факторів у процесі вимірювання домінуючими є тепловий шум, шум підсилювача та низькочастотні вібрації. Для модуляції лінійної та циркулярної компоненти лазерного випромінювання використано фотопружний модулятор. Для підвищення чутливості реєстрації корисного сигналу запропоновано синтезований оптимальний кореляційний фільтр, який додатково реалізує функцію синхронно-фазового детектування корисного й опорного сигналів на фоні шумів. Отримано вирази, які описують відношення С/Ш на виході фотопружного мікроскопу та його методичну й інструментальну похибки. Проведено порівняльний аналіз модуляційно-поляризаційних приладів з розробленим фотопружним мікроскопом для вимірювання механічних напружень, пошуку оптичних неоднорідностей в матеріалах.

Вирішено актуальне наукове завдання покращення технічних параметрів телевізійного сканувального мікроскопа, що дозволяє поліпшити якість формованого зображення досліджуваного об'єкта, збільшити швидкодію формування його зображення та розширити функціональні можливості мікроскопа внаслідок використання в ньому для освітлення досліджуваного об'єкта в ультрафіолетовому діапазоні спеціалізованої електронно-променевої трубки високої роздільної здатності. Розроблено метод визначення динамічних параметрів досліджуваного об'єкта при застосуванні сканувальних растрів різних розмірів (повноформатний растр, мінірастр), що дозволяє скоротити тривалість вимірювань внаслідок зменшення часу формування мінірастра і розширити діапазон вимірюваних параметрів досліджуваного об'єкта при збереженні точності вимірювання. Зазначено, що розроблений метод формування зображення рухомого досліджуваного об'єкта в центральній зоні екрана монітора при довільному його русі в площині дослідження об'єкта спрощує завдання його дослідження оператором. Запропонований метод визначення граничної швидкості переміщення світної плями на екрані електронно-променевої трубки високої роздільної здатності в телевізійному сканувальному мікроскопі дозволяє спростити завдання вибору оптимального режиму роботи мікроскопа для отримання зображення найкращої якості. Зауважено, що розроблені структурні схеми сканувального телевізійного мікроскопа та алгоритм його роботи розширяють його функціональні можливості при дослідженні біологічних та медичних об'єктів.