TUNING FORK TUNES. exploring new scanning probe applications

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Π Ο Λ Ι Τ Ι Κ Α Κ Α Ι Σ Τ Ρ Α Τ Ι Ω Τ Ι Κ Α Γ Ε Γ Ο Ν Ο Τ Α

Α Ρ Ι Θ Μ Ο Σ : 6.913

2. Α ν ά λ υ σ η Π ε ρ ι ο χ ή ς. 3. Α π α ι τ ή σ ε ι ς Ε ρ γ ο δ ό τ η. 4. Τ υ π ο λ ο γ ί α κ τ ι ρ ί ω ν. 5. Π ρ ό τ α σ η. 6.

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T : g r i l l b a r t a s o s Α Γ Ί Α Σ Σ Ο Φ Ί Α Σ 3, Δ Ρ Α Μ Α. Δ ι α ν ο μ έ ς κ α τ ο ί κ ο ν : 1 2 : 0 0 έ ω ς 0 1 : 0 0 π μ

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Supplementary Information for


Study on Re-adhesion control by monitoring excessive angular momentum in electric railway traction

Constitutive Relations in Chiral Media

Figure A.2: MPC and MPCP Age Profiles (estimating ρ, ρ = 2, φ = 0.03)..

Ν Κ Π 6Μ Θ 5 ϑ Μ % # =8 Α Α Φ ; ; 7 9 ; ; Ρ5 > ; Σ 1Τ Ιϑ. Υ Ι ς Ω Ι ϑτ 5 ϑ :Β > 0 1Φ ς1 : : Ξ Ρ ; 5 1 ΤΙ ϑ ΒΦΓ 0 1Φ ς1 : ΒΓ Υ Ι : Δ Φ Θ 5 ϑ Μ & Δ 6 6


Ε Π Ι Μ Ε Λ Η Τ Η Ρ Ι Ο Κ Υ Κ Λ Α Δ Ω Ν

CHAPTER 48 APPLICATIONS OF MATRICES AND DETERMINANTS

Α θ ή ν α, 7 Α π ρ ι λ ί ο υ

ΣΤΑΤΙΚΗ ΜΗ ΓΡΑΜΜΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΚΑΛΩ ΙΩΤΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ

1.6 Other Intramolecular Decarboxylative Coupling Reactions Decarboxylative Coupling Reaction of Allyl Carboxylates

6.3 Forecasting ARMA processes

Higher Derivative Gravity Theories

Durbin-Levinson recursive method

Contents. Preface... xv Acknowledgments... xix About the Authors... xxi Nomenclature... xxiii

< = ) Τ 1 <Ο 6? <? Ν Α <? 6 ϑ<? ϑ = = Χ? 7 Π Ν Α = Ε = = = ;Χ? Ν !!! ) Τ 1. Ο = 6 Μ 6 < 6 Κ = Δ Χ ; ϑ = 6 = Σ Ν < Α <;< Δ Π 6 Χ6 Ο = ;= Χ Α

Ingenieurbüro Frank Blasek - Beratender Ingenieur Am Kohlhof 10, Osterholz-Scharmbeck Tel: 04791/ Fax: 04791/

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Μελέτη των μεταβολών των χρήσεων γης στο Ζαγόρι Ιωαννίνων 0

ADVANCED STRUCTURAL MECHANICS

Συγκριτική Αξιολόγηση Προσοµοιωµάτων Τοιχείων και Πυρήνων Κτηρίων µε τη Μέθοδο των Πεπερασµένων Στοιχείων και Πειραµατικά Αποτελέσµατα

TABLE OF CONTENTS CHAPTER 1- INTRODUCTION: 1. Motivation of the study The crystalline lens and the accommodative system.

Μη επεμβατική μέτρηση των μακροσκοπικών μηχανικών ιδιοτήτων του οφθαλμικού τοιχώματος.

Πεδιακή Ανάλυση Συνθετικών Μονωτήρων Υψηλής Τάσης ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ

Eulerian Simulation of Large Deformations

# % % % % % # % % & %

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Using the Jacobian- free Newton- Krylov method to solve the sea- ice momentum equa<on

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6.003: Signals and Systems. Modulation

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TUNING FORK TUNES exploring new scanning probe applications

/463 38 /-3 77 / 4630.6 :+2 9 78 4630.6 / 4630.6 6./# 8 4630.6 3 /6.6 % 7- /6.6 # /6 4630.6 9 4/67 4630.6 6 &/6 +/1/2 463 3836 :336 88/6 7/-6/8+6 7 # 34 6 1 8, '398/6 "/27/2 6 1 876/7/6:/.34+68308 749, -+8 32 +,/6/463.9-/.Г7836/. 2+6/86 /:+ 7 78/ 3686+27 88/. 2+2 036 36, +2 /+27 / /-8632 -Г/ /-86378+8 -Г +12/8-8+4/Г /- +2 -+ Г4 383-34 21Г6/-36. 213638 /6; 7/Г; 8 3984/6 77 32 2;6 8 21 063 8 /+98 36

TUNING FORK TUNES EXPLORING NEW SCANNING PROBE TECHNIQUES PROEFSCHRIFT 8/6:/6 6 1 21:+2./16++.:+2.3-836++2./%2 :/67 8/ 8$;/28/Г 341/ +1:+2./6/-836 +12 0-97Г 4630.6:+2&91 8Г :3 1/27,/7 9 8:+2 /83 /1/:336 63 38 /7 2 /834/2,++68/:/6./. 1/2 34:6.+1 / 8/996.336 '398/6 +66 +- 28 "/27/2 1/,36/234 / 8/ /:/2++6

8463/07-6 08 713/.1/ /96..336./463 3836 4630.6 / :+2 9 78

#/894 396-637-34/+2.8/ /; +8 397// #8 21

Contents 1 Introduction 308 78 /7 7 $92 21036 7 $92 21 036,+7/.036-/./8/-8 32 6 1 2307 /+6036-/ /+6 0 /.7-+22 21348 -+ -637-34 98 2/ "/0/6/2-/7 2 Tuning forks as force sensors 2863.9-8 32 2 8// / /28892 21036 3./ +6 32-37- +836892 21036 3./ 63,/ 83 7+ 4 / 28/6+-8 32036-/7 28/6+-8 32036-/7; 8 892 21 036,+7/. 32-97 327 "/0/6/2-/7 3 Liquid immersion of tuning forks 2863.9-8 32 $92 21036 /67 32 $92 21036 38 32 2 59. # /+6036-/ -637-34 2 59. : 21-/ 7 32-97 327 "/0/6/2-/7 :

4 Q-factor enhancement 2863.9-8 32 6 2-4 /30! 0+-836/2 +2-/ /28 $ /6 + 23 7/-327./6+8 327 /8/-83623 7/-327./6+8 327 3 7/ /+796/ /287 32-97 327 "/0/6/2-/7 5 Near-field optical microscopy 2863.9-8 32 #+ 4 /46/4+6+8 32 $34316+4 30 3-+ +8 32+--96+- 307 21 / 3 /-9 /7 8 /36 3-+ +8 32+--96+- 307 21 / 3 /-9 /7 / 4/6 /28 32-97 327 "/0/6/2-/7 6 General discussion and outlook 2863.9-8 32 $92 21036 7 2 $92 21036 7 2# 32-97 327 "/0/6/2-/7 Summary Samenvatting Nawoord :

:

Introduction $ 78 /7 746/7/2878 /34436892 8 /7Г 87+2.2/;+44 -+8 32730892 21036 7+7 036-/7/27367 2#-+22 21 63,/ -637-34 # $ 7 +48/61 :/7+2 2863.9-8 32 83# +2.59+68 892 21036 7+7036-/7/27367 2# $;37- / /73034/6+8 32-+2,/. 78 219 7 /.Г32/; /6/036-/7236 + 838 /7+ 4 /+6/./8/-8/.+2.32/; /6/ 7 /+6036-/74+6+ / 838 /7+ 4 /+6/./8/-8/.23:/6: /;;,/1 :/2308 / :+6 397 3./ 746/7/28/. 2 8/6+896/8 +8./7-6,/8 / 2:3 :/.7 /+6036-/7 2+ Г+ 7 3683:/6: /;308 // 4/6 /28+ 7/894797/. 28 78 /7 7 71 :/2 1

1 Introduction 1.1 Aim of this thesis $ /+.:/2830#-+22 21$922/ 21-637-34 #$, 22 1+2."3 6/6 2 Г +;+6./.; 8 8 /3,/ 46 / 2 Г46/ 9./.+;./6+21/308 4/730#-+22 21 63,/ -637-34 # 7 + 463,/ 797/.83 /+796/ 3-+ 4634/68 /730+ 7+ 4 /#-+22 218 /463,/; 8 6/74/-8838 /7+ 4 /Г36: -/:/67+Г6/79 87 2+ 4634/68 +4308 /7+ 4 /7960+-/ 63,/7 +:/,//2./:/ 34/.83./8/-88 /6 + Г / /-86 -+ Г +12/8 -Г /- +2 -+ +2.348 -+ 4634/68 /732+2+23 /8/67-+ / Г 6/59 6/ /28036+ 8 4/730# 78 +88 /463,/ 7 2-37/463 8 838 /7+ 4 / $ /2//.83-32863 8 /463,/ 83 7+ 4 /. 78+2-/ 4 /78 /2//.036+7/27368 +8 7 7/27 8 :/0368 7. 78+2-/ $;38 4/730# 4 + +2 4368+2863 / 28 78 /7 7Г+83-036-/ -637-34 +2. 2/+6 0 /.7-+22 21348 -+ -637-34 283-36-/ -637-34 Г 2863.9-/., 22 1/8+ Г 8 /. 78+2-/,/8;//2+7 +64463,/+2.8 /7+ 4 / 7-32863 /.,./8/-8 21 28/6+-8 32036-/7,/8;//2463,/+2.7+ 4 /Г79- +7&+2./6 '++ 7036-/7Г; /28 /463,/+4463+- /78 /7+ 4 / ГГ 0//.,+- 334+. 97878 /. 78+2-/,/8;//2463,/+2.7+ 4 / 279- +;+ 8 +88 /463,/ 83 7+ 4 / 28/6+-8 32 036-/ 7-3278+28779 218 +88 /463,/ 83 7+ 4 /. 78+2-/ 7-3278+28036+-3278+28 28/6+-8 32036-/Г8 /+. 978 /287 27+ 4 /437 8 32; 8 6/74/-8838 /463,/-+2,/ 97/.83-327869-8+834316+4 - +4308 /7+ 4 /7960+-/.. 8 32+ Г /- +2 -+ 4634/68 /7 /-3 4 +2-/Г06-8 32+2.+. /7 32-+2,/ /+796/.; 8 8 78 4/30-637-34 2 Г -63 +- 2/.-+28 /:/67+6/97/.+77/2736 28/6+-8 32036-/7,/8;//2 8 /463,/Г8 +8 7 3928/.+88 //2.308 /-+28 /:/6+2.8 /7+ 4 /,/2.8 / -+28 /:/6+2.+ +7/6,/+ 6/0 /-8 213008 /,+- 308 /-+28 /:/6 7./0 /-8/.$ / 6/0 /-8/. +7/6,/+ 7. 6/-8/.3283+437 8 327/27 8 :/4 383./8/-836Г8 /437 8 3230 8 /,/+ 328 /./8/-836 7+ /+796/0368 / 28/6+-8 32036-/ / 8838 7-328+-8 3./3034/6+8 32Г 78 /232-328+-8 3./Г Г ; /6/8 /-+28 /:/6 7 /- +2 -+ 37- +8/.+8 876/732+2-/06/59/2-36-/ 28/6+-8 3223;-+97/7+2+ 4 89./.+ 4 21308 /-+28 /:/636+4 +7/7 08308 /37- +8 32308 /-+28 /:/6; 8 6/74/-8838 /.6 : 2137- +8 32 $ /348 -+ 036-/./8/-8 32 2 7900/67063 +29,/630. 7+.:+28+1/7 12 /28 308 / +7/6,/+ 32838 /-+28 /:/6+2.437 8 327/27 8 :/./8/-836 7/ +,36+8/$ / +7/6. 3./ 77/27 8 :/83 3./ 344 21+2. 28/60/6/2-/; 8 6/0 /-8/. 1 86/79 8 21 2+68 0+-87 28 / /+796/ /287 $ /46/7/2-/30+ +7/6. 3./Г /27+2../8/-836 46/:/288 /./7 1230+- /+4+2.-3 4+-8-637-34/ /+. 2+ Г8 /37- +8 32 + 4 89./30-+28 /:/6797/.036232-328+-834/6+8 32 7 +61/Г 28 /36./6308/2783 92.6/.7302 2

Aim of this thesis 2/+6 0 /.#-+22 2148 -+ -637-34 # Г 2863.9-/., 3 /8+ Г +79, ;+:/ /218 7 /.+4/6896/ 77-+22/.3:/68 /7+ 4 /+8+. 78+2-/7 + -3 4+6/.83 8 /+4/6896/7 /$ 6391 8 7+4/6896/Г979+ +88 /+4/ 30+2+ 9 29-3+8/.Г 8+4/6/.348 -+ 0,/6Г 1 8-+2,// 88/.8336-3 /-8/.063 8 /7+ 4 /7960+-/ 92./68 /+4/6896/7+6/79 8Г+ -6316+4 30348 -+ 4634/68 /7Г /86+27 77 3236 0 936/7-/2-/ 308 /7+ 4 / 7463.9-/.; 8 +6/73 98 3232 8/., 8 /7 /30 8 /+4/6896/ $ /. 78+2-/,/8;//2463,/+2.7+ 4 / 7-32863 /., +8/6+ 37- +8 218 /0,/6 463,/+8 876/732+2-/06/59/2- ' /28 /463,/+4463+- /78 /7+ 4 /Г7 /+6036-/7 28/6+-8,/8;//2463,/+2.7+ 4 /Г.+ 4 218 /37- +8 32+ 4 89./308 /0,/6 Г 88 / 2863.9-8 32307 /+6036-/./8/-8 32036# Г8 /37- +8 32308 /0,/6;+7./8/-8/.97 21348 -+ /8 3.7Г/ 8 /6, 6/0 /-8 21+2/ 8/62+ 348 -+,/+ 3008 / /8+ -3+8/.0,/6Г 36,./8/-8 218 /437 8 32308 /+4/6896/, 03-97 218 / 1 8 / 88/.063 8 /+4/6896/32+437 8 327/27 8 :/./8/-8 327 78/ $36/.9-/8 /6 7 8 +8348 -+ 7 /+6036-/./8/-8 32. 7896,78 /2/+6 0 /.348 -+ / 4/6 /28Г036 / + 4 /, -+97 21+,+- 16392.Г232348 -+ 7 /+6036-/./8/-8 32 7./7 6+, / +66+ /8+ 2863.9-/.892 21036 7+77 /+6036-/./8/-8367 892 21036 ; 8 + 8+4/6/.348 -+ 0,/6463,/ 3928/.8332/46321Г 737- +8/.+86/732+2-/%432 +4463+- 838 /7+ 4 /Г7 /+6036-/ 28/6+-8 32,/8;//2463,/+2.7+ 4 /6/.9-/78 / 37- +8 32+ 4 89./308 /892 21036 $ / +- 30348-7Г7 + 37- +8 32+ 4 89./7 +2.+ 1 7/27 8 : 8 +:/ +./892 21036 7./+ 036-/./8/-8367 2# 92./6 +, /28-32. 8 327$ / +61/.+ 4 2130892 21036 79432 /67 32 2;+8/6 +7 46/:/28/.8 /97/30892 21 036,+7/.7 /+6036-/./8/-8 32036, 3 31 -+ # +44 -+8 327Г; /6/8 /7+ 4 /2//.783,/ 2+ 59./2: 632 /28 08/68 /0 678 4 / /28+8 32036# +44 -+8 327Г892 21036 7;/6/ 2863.9-/.83 38 /68 4/730# Г 2-9. 2183-36-/ -637-34 +2. +12/8-36-/ -637-34 Г./ 32786+8 218 /438/28 + 30892 21036 7+7036-/7/27367 $ 78 /7 7/ 4 36/7,38 2/;+44 -+8 327+2. 8730892 21036 7+7036-/7/27367 2 # $ /4/6036 +2-/30892 21 036,+7/. 7-3 4+6/.83-+28 /:/6,+7/. 28/6 7307/27 8 : 8 +2.74//... 8 32+ Г892 21036 7+6/+44 /.0368 /0 6788 / 0367 /+6036-/./8/-8 32 2+ 59./2: 632 /2883/2+, /, 3 31 -+ +44 -+8 32730 # 2/ + 4 /3079- +2+44 -+8 32 78 / 3-+ +8 32307 21 /0 936/7-/28 3 /-9 /7+88+- /.83 3

1 Introduction 1.2 Tuning forks 6 1 2+./:/ 34/.03606/59/2- -32863 Г 8 / +61/78+44 -+8 323059+68 892 21 036 7 78 /-32863 2-3- 7+2.;+8- /7$ +2 783 +77463.9-8 32Г8 / +6/;./ +:+ +, /+2.- /+4$92 21036 7+6/+:+ +, / 2+06/59/2-6+21/063 83 368 /;36./7-6,/. 28 78 /7 7Г 892 21036 7+6/97/. / /-863./ 59+68 / /-863./ 196/!9+68 892 21036 ; 8 +6/732+2-/06/59/2-30 8 6/732+2-/Г8 /8;3463217838 / /08 3:/ 234437 8/. 6/-8 327Г / 7-77367+2. 2.9-/+4 / 3/ /-86 --966/28Г8 +8 74 - /.94, 8 /13. / /-863./7328 /892 21036 196/ 7 3;7+ 59+68 892 21036!9+68 7+4 / 3/ /-86 - +8/6 + 786/77 28 / +8/6 + 6/79 87 2+2/ /-86 -- +61/. 74 +-/ /28$ /- +61/. 74 +-/ /28 74 - /.94, 8 // /-863./7328 /892 21036 $ / + 398308 / / /-863./7 779-8 +8+86/732+2-/Г; /28 /463217 3:/ 234437 8/. 6/-8 327Г8 / - +61/4-94 7348 /. 196/ 63777/-8 3230892 21036 463217Г; / 8 /463217 3:/+;+ 063 /+- 38 /6$ / 22/6 7./7308 /463217+6/786/8- /.+2.8 /398/67./7 +6/-3 46/77/.$ /.+7 /. 2/ 2. -+8/7 /63786/77 $ // /-863./7+2.+6/./7 12/.79-8 +88 / 4 / 3 / /-86 -- +61/. 74 +-/ /28Г 2. -+8/., 8 / +663;7 27./8 /463217Г 7+ ;+ 7. 6/-8/.063 32/ / /-863./838 /38 /6 196/ 7 3;7+-63777/-8 32 308 /46321730+892 21036./4-8/. 2 196/ $ /. 6/-8 32308 /- +61/. 74 +-/ /28 7 2. -+8/.$ / + 398308 // /-863./7 7./7 12/.83 + /8 /4-9430- +61/. 74 +-/ /28; /2 8 /463217 3:/ 234437 8/. 6/-8 327 08 /463217;39. 3:/ 28 /7+ /. 6/-8 32Г8 / / /-863./ + 398;39.-+97/8 / - +61/. 74 +-/ /284 - /.94 2 32/4632183,/-3 4/27+8/., 8 /- +61/4-94 28 /38 /6 4632186/732+2-/Г8 /- +61/. 74 +-/ /2837- +8/7; 8 8 /463217Г6/79 8 21 2 +2+ 8/62+8 21-966/28 4

Tuning forks $ /-966/284 - /.94, 8 // /-863./7; /28 /892 21036 737- +8 21+8 6/732+2-/Г 7+ /+796/0368 /./0 /-8 32308 /892 21036 463217' /2+463,/ 3928/.3232/46321 +7+036-/ 28/6+-8 32; 8 +7+ 4 /Г8 /892 21036 7.+ 4/. +2.8 /6/732+2-/06/59/2-308 /892 21036 7 087$ 7-+2. 6/-8,/3,7/6:/., - +21/7 28 /4 / 3/ /-86 --966/28063 8 /892 21036 $92 21036 7-+2,/.6 :/297 218;3 /8 3.7 678Г/ /-86 -+ / - 8+8 32Г8 / /8 3. 8 +8 7236 + 97/.; /2892 21036 7+6/97/.03606/59/2- -32863 +2.7/-32.Г8 / /8 3. 36/-3 32 2# Г; /6/892 21036 7+6/ /- +2 -+.6 :/2, +2 / 8/62+. 8 /64 / 3 1.2.1 Electric drive for tuning forks $ / 2:/67/4 / 3/ /-86 -/00/-8-+2,/ 97/.83.6 :/+892 21036 :3 8+1/ +44 /.+-63778 /892 21036 / /-863./7 ; 2.9-/+./036 +8 32308 /892 21 036 08 /+44 /.:3 8+1/ 7+2 :3 8+1/; 8 +06/59/2- /59+ 838 / 6/732+2-/06/59/2-308 /892 21036 Г 8 /./036 +8 32308 /892 21036 +7+ + 9 + 4 89./$ /-966/288 6391 8 /892 21036 Г368 /+. 88+2-/-+2,/ 97/.83 32 8368 /892 21036 38 32 & 4+6 196/ 7 3;7+7- / /83.6 :/892 21 036 7/ /-86 -+ $ /892 21036 7.6 :/2, +2:3 8+1/$ /-966/288 6391 8 / 892 21036 7+ 4 0 /., + 86+27 4/.+2-/+ 4 0 /6$ /+ 4 89./ 308 /6/79 8 21892 21036 7 12+ Г368 / 4 +7/; 8 6/74/-8838 /.6 : 21 37- +8 32-+2,/97/.+7+ /+796/036 8 /036-// 4/6 /2-/., 8 /892 21036 196/ #- / /83/ /-86 -+.6 :/+ 892 21036 $ //59 :+ /28-6-9 8036+ 892 21036 77 3;2 28 /,3883 6 1 8-362/6 $ /,3883 6 1 8-362/630 196/ 7 3;7+2/59 :+ /28-6-9 80368 /892 21036 "37- +836; 8 4+6+ / 4+6+7 8 --+4+- 8+2-/$ 4 -+ :+ 9/70368 //59 :+ /28-6-9 8Г6/46/7/28 21+ 892 21036 +6/ 38 32+ 6/7 78+2-/" ΩГ 38 32+ 2.9-8+2-/ Г 38 32+ -+4+- 8+2-/ 0+2.4+6+7 8 - -+4+- 8+2-/ 4+6 49/838 /4+6+7 8 --+4+- 8+2-/Г+-966/2869278 6391 8 / 892 21036 +8+ 06/59/2- /7+2.8 /-966/28-+97/., 8 / "37- +836 7 794/6437/.328 +8-966/28$ /4+6+7 8 --+4+- 8+2-/ 2863.9-/7+2/ /-8632 -,+- 16392.7 12+ +2.6/.9-/78 /+:+ +, /. 2+ -7 12+ 6+21/ " 5

1 Introduction 1.2.2 Mechanical drive for tuning forks & $ /7/-32. /8 3.83.6 :/892 21036 7Г 78 /97/30+2/ 8/62+. 8 /64 / 3+7 7 3;2 2 196/ $ /. 8 /64 / 3 / - 8/78 /892 21036 /- +2 -+ +8 6/732+2-/ 196/ #- / /83 /- +2 -+.6 :/+892 21 036 $ /786/77 2.9-/., 8 / 38 32308 / 892 21036 463217Г1/2/6+8/7+-966/28 8 +2 7838 /4 / 3/ /-86 -/00/-830 59+68 $ /892 21036-966/28 7 + 4 0 /., +86+27 4/.+2-/+ 4 0 /6 $ /+ 4 89./308 /6/79 8 21892 21036 7 12+ Г368 /4 +7/; 8 6/74/-8838 /.6 : 2137- +8 32-+2,/97/.+7+ /+796/0368 /036-/+-8 21328 /892 21 036 /-+97/8 /.6 :/ 723; /- +2 -+ Г8 /6/ 7: 689+ 23-966/281/2/6+8/.; /28 / 892 21036 73006/732+2-/$ /6/036/Г32-966/28 7 378 28 /4+6+7 8 --+4+- 8+2-/ 308 /892 21036 Г; /2 8 7.6 :/2+86/732+2-/ 8 391 8 /4+6+7 8 --+4+- 8+2-/ 6/.9-/78 /-966/28+:+ +, /036./8/-8 32Г8 /. 2+ -7 12+ 6+21/; +6.,/ +00/-8/.Г+78 /6/ 723/ /-8632 -,+- 16392./-+97/308 /./-394 21308 /.6 :/ +2.8 /./8/-8 32Г8 / /- +2 -+.6 :/ 78 / 37897/..6 :/ /8 3.036892 21036 7 2#-+22 21 63,/ -637-34 1.3 Tuning-fork-based force detection $;3,+7-3./73034/6+8 32-+2,/. 7-6 2+8/.036892 21036 7+7036-/7/27367 2 #-+22 21 63,/ -637-34 $ /0 678 /8 3. 77 +6838 / /8 3.97/. 283-36-/ -637-34 Г; /6/8 /-+28 /:/637- +8/74/64/2. -9 +6838 /7+ 4 /$ / 7/-32. /8 3.0 2.7 87+44 -+8 32 2/+6 0 /.#-+22 2148 -+ -637-34 $ / 0,/6,+7/.463,/7+6/833 32183,/37- +8/. 28 / 6 /218. 6/-8 328 +8 7 4/64/2. -9 +6838 /7+ 4 /7960+-/ 278/+.Г8 /463,/ 737- +8/.4+6+ / 838 / 7+ 4 /7960+-/+2.7 /+6036-/7,/8;//2463,/+2.7+ 4 /+6/./8/-8/. 6

Tuning-fork-based force detection 1.3.1 Normal force detection ' /2892 21036 7+6/97/.036236 + 036-/./8/-8 32Г Г 8 /463217308 / 892 21036 +6/4+6+ / 838 /7+ 4 / 7960+-/$ /892 21036 -+2,/8 8/.+ 0/;./16//7Г738 +88 / 3928/.463,/ -+2+--/778 /7+ 4 /Г; 8 3988 / 892 21036 839-218 /7+ 4 / 08 / 463,/ 7463869. 21+7 368. 78+2-/063 8 /892 21036 Г8 /892 21036 -+2,/ 8 8/.+, 8 38/28 + 463,/7+6/ -+28 /:/6463,/7 Г Г 36#$ 463,/7 ГГ 196/ 7 3;7+892 21036 ; 8 +2 -+28 /:/6463,/ 3928/.036236 + 036-/./8/-8 32 36 + 036-/./8/-8 326/7/, /76/19 +6232-328+-8-327./6+, /+ 392830 ;36 +7,//24/6036 /.8392./678+2.463,/ 83 7+ 4 / 28/6+-8 320368 78 4/30 +2.8 /6/036/Г 8 7;/ /78+, 7 /. 3 2+8 21036-/7 2 +6/+886+-8 :/&+2./6'++ 7036-/7+2.6/49 7 :/ 28/6+83-036-/7 36 + 036-/./8/-8 32 74/6036 /. 97 21+-3 /6- + Г ; /6/892 21 036 7-+26/4 +-/8 /6/19 +6 -+28 /:/6 28 77/894Г8 /7+ 4 / 7 7-+22/.Г +: 218 /+.:+28+1/30+ 7 4 / /+.Г; /6/8 / -+28 /:/6 -+2/+7,/6/4 +-/., +892 21036 463,/. 7+.:+28+1/ 78 +88 /7+ 4 / 978 +:/+ 8/.7 /830 8,/8;//2 7-+22/6+2.8 / /+. 3. 218 /463,/ 196/ $92 21036 ; 8 +2 -+28 /:/6463,/ 3928/.036236 + 036-/./8/-8 32 196/ #+ 4 /7-+22 21236 + 036-/ 7-+22 21463,/ -637-34/ $ /7/8947 3;2 2 196/ Г97/7+2 / /-86 -+.6 :/2892 21036 +7./7-6,/. 2D 3;/:/6Г+ 73+ /- +2 -+.6 :/ 74377, /Г; /6/8 /463,/ 7.6 :/2, +2/ 8/62+ 4 / 3 2,38 -+7/7Г8 /+ 4 89./308 /4 / 3/ /-86-892 21 036 7 12+ Г368 /4 +7/ +1,/8;//28 /892 21036 7 12+ +2.8 /.6 : 21092-8 32-+2,/97/.+7+ /+796/0368 /463,/ 83 7+ 4 / 28/6+-8 32036-/0//.,+- 334 +. 97878 / / 1 8437 8 32 308 /7-+22/6 279- +;+ 8 +8+46/7/8-3278+28 + 4 89./.+ 4 21364 +7/7 08 7 + 28+ 2/.$ // /-8632-7.323832-328+ 2+ 0//.,+- 33483 + 28+ 28 /463,/ 2-37/463 8 838 /7+ 4 /Г8 // /-8632-7 + 73-32863 8 /7-+22 21 2 +8/6+. 6/-8 327+2.83-3 /-88 /./7 6/..+8+$ /7/894 779 8+, /036-3 4+6 21-32:/28 32+ +2.892 21 036,+7/. Г+7,38 8 4/7 -+2,/4/6036 /.328 /7+ / 27869 /28 7

1 Introduction 1.3.2 Shear force detection 196/ $92 21 036 ; 8 +0,/6 463,/ 3928/.036 7 /+6036-/./8/-8 32 7-+22/6 # /+6036-/./8/-8 32 +7,//2./:/ 34/. + 2 036/+6 0 /. #-+22 2148 -+ -637-34 Г; /6/+0,/6,+7/.463,/ 7. 8 /6/.4+6+ / 838 /7+ 4 /7960+-/ Г $ /0 6787- / /;+7,+7/.32348 -+./8/-8 32Г; /6/+ +7/6,/+ 7. 6/-8/.3283 8 /37- +8 210,/6+2.8 /7 +.3;308 /0,/6 7463 /-8/.32+ 437 8 327/27 8 :/4 383./8/-83683./8/-88 /37- +8 32308 / 0,/6' /28 /0,/6463,/+4463+- /78 /7+ 4 /Г8 / 37- +8 32+ 4 89./308 /0,/6.+ 47$ /.+ 4 21-+2,/ 97/.+7+ /+796/036463,/ 83 7+ 4 / 28/6+-8 32036-/ "/19 +8 218 /. 78+2-/,/8;//2463,/+2.7+ 4 /Г83 //48 / + 4 89./.+ 4 21+2.8 / 28/6+-8 32036-/-3278+286/79 87 2+ -3278+28. 78+2-/,/8;//2463,/+2.7+ 4 /$ /. 7+.:+28+1/ 308 7348 -+ 7 /+6036-/./8/-8 32 78 /46/7/2-/30+ +7/6,/+ 83./8/-88 / 38 32308 /0,/6$ 7 1 8-39. 28/60/6/ ; 8 8 / 1 8/ 88/.063 8 /+4/6896/308 /0,/6968 /6 36/Г / +,36+8/+ 12 /28308 /348 -+ 7 78/ 72/-/77+6 +2.8 / 06//37- +8 21/2.308 /0,/6 +783,/ 32183+ 3;8 /348 -+,/+ 83-6377 8 /6 4 / 3 #+ 4 / /-8632-7 196/ 63,/7-+22 217 /+6036-/ -637-34/ $92 21036 7;/6/ 2863.9-/.+7232 348 -+ Г4 / 3/ /-86 - /+27036./8/-8 217 /+6036-/ 28/6+-8 32,/8;//2463,/+2.7+ 4 / 8 391 236 + 036-/+4463+- /7 +:/,//2 6/4368/.Г 7 /+6036-/./8/-8 32 78 /,/7879 8/. /8 3.036463,/ 83 7+ 4 /. 78+2-/-32863 ; /2 3210 /, / 0,/67+6/97/.+7463,/Г,/-+97/8 / 38 32308 /0,/6463,/ 7-32863 /. + 3218 /892 21036 Г; /6/8 /463217 +6/37- +8 21+2.; /6/8 /,+7/ 7 78+, / -3 /6- + 7 3. 0 /., 6/ 3: 218 / +7/6. 3./+2.437 8 32 7/27 8 :/./8/-836 278/+.Г+ 3./6036 892 21036 7 27 /+6036-/-320 196+8 32 7 3928/. 28 /6/79 8 217 /+6036-/ -637-34/Г8 /463,/ 77-+22/.3:/68 / 7+ 4 /7960+-/#-+22 218 /463,/ +78;3+.:+28+1/7 8

Origin of shear force $ /7-+22/6 /+.-328+ 278 /-3 4 /8/ -637-34/+2.-+2,/4 +-/.3283430 : 689+ +2 7+ 4 / /-+97/32 8 /892 21036 +2.463,/+6/7-+22/.Г8 /7-+22/. +77 7 3;Г /2+, 21 1 7-+274//. $ /7/894+77 3;2 2 196/ Г97/7+ /- +2 -+.6 :/2463,/+7./7-6,/. 2 D 3;/:/6Г+ 73+2/ /-86 -+.6 :/+7./7-6,/. 2D 74377, /; 8 8 7 7/8947; 8 8 /236 + 036-/-320 196+8 32Г8 /+ 4 89./308 /4 / 3/ /-86-892 21 036 7 12+ Г368 /4 +7/ +1,/8;//28 /892 21036 7 12+ +2.8 /.6 : 21092-8 32-+2,/97/.83-32863 8 /463,/ 83 7+ 4 /. 78+2-/$ // /-8632-783-32863 8 / 27869 /28+2.83-3 /-88 /.+8+Г 78 /7+ /+70368 /236 + 036-/-320 196+8 32 1.4 Origin of shear force $ /4 7 -+ 36 1 2307 /+6036-/ 778 92./6./,+8/88 / 2863.9-8 32307 /+6 036-/./8/-8 32Г &+2./6'++ 7+2.-+4 +6 036-/7;/6/7911/78/.+74377, / 28/6+-8 32 /- +2 7 7#/:/6+ 3./ 7 +:/,//26/4368/.7 2-/Г,+7/.32. 00/6/28 8 4/730/ 4/6 /28792./6. 00/6/28-6-9 78+2-/7$ /. 00/6/28Г73 /8 /7-320 -8 21 3./ 7 /+.838 /-32-97 328 +88 /6/ 7 36/8 +232/6/1 /307 /+6 036-/ 28/6+-8 32,/8;//2463,/+2.7+ 4 / $ / 3./ 8 +8-+2/ 4 + 2 3780/+896/7 3,7/6:/.0367 /+6036-/ -637-34 92./6 +, /28-32. 8 327Г +779 /7+ 59. -328+ 2+8 32 + /68 +8 7+ ;+ 746/7/2832 8 /7+ 4 / 196/ 7 3;7+7- / +8-3:/6: /;30+2+ 6 7+ 4 / 28/60+-/92./6 +, /28-32. 8 327$ / 3 /-9 /732+ 73.7+ 4 /7960+-/+6/./4-8/., 73., +- 74 /6/7$ /7+ 4 /7960+-/ 7.634 -/2391 83+886+-8;+8/6063 8 / + 6 37/838 /7+ 4 /7960+-/Г8 /;+8/6 3 /-9 /7+6/+66+21/. 259+7 73. + /67 30;+8/6968 /6+;+ 063 8 /7+ 4 /Г8 / ;+8/6 3 /-9 /7+6/. 736./6/.+2.,/ +:/ /+0 9. 27 /+6036-/+4463+- / 4/6 /287Г+463,/ 737- +8/.4+6+ / 838 /7+ 4 /Г; /,/ 21 3:/.83;+6.78 /7+ 4 /' /28 / 463,/ 7 2+ 6Г8 /+ 6; -+97/+: 7-397 + 6 ;+8/6 + /6 196/ # /+6036-/ 28/6+-8 32 6/1 /7 36./6/. ;+8/6 + /6 7+ 4 / 9

1 Introduction.+ 4 21308 /37- +8/.463,/ 3216+21// /-86378+8-28/6+-8 32,/8;//2463,/ +2.7+ 4 / + 3--96; /28 /463,/ 7; 8 2+0/; 92.6/.2+23 /8/6063 8 / 7+ 4 / ' /28 /463,/839- /78 /;+8/6 + /6Г+ /2 7-97,9.794Г.+ 4 21 8 /37- +8 32308 /463,/ 28 / 59.;+8/6 + /6Г8 /463,// 4/6 /2-/7+2 2-6/+7/.: 7-397.+ 4 21 37/6838 /7+ 4 /Г; /6/8 /;+8/6 3 /-9 /7+6/ 36./6/. 2 + /67036 21+59+7 73.Г: 7-3/ +78-036-/ 28/6+-8 323--967,/8;//2 463,/+2.7+ 4 / 2+ Г8 /463,/ 7 2 28/6 88/28-328+-8; 8 8 /7+ 4 /+2. 7 368 6+21/6/49 7 :/ 28/6+-8 32036-/7.+ 48 / 38 32308 /0,/6 $ 7 3./ -+2/ 4 + 28 /03 3; 210/+896/73,7/6:/. 2+4463+- / 4/6 /287 +2.-3, 2/.7 /+6036-/+2.#$ / 4/6 /287 Г ' /28 /463,/+4463+- /78 /7+ 4 /Г8 /+ 4 89./.+ 47+2. 28 /+4463+- -96:/Г+29,/630.+ 4 216/1 /7-+2,/. 7-6 2+8/.Г79- +78 /,9.9430 + /2 7-97Г8 / 28/6+-8 32; 8 8 /36./6/.;+8/6 + /67-37/838 /7+ 4 / 7960+-/+2.+2 28/6 88/28-328+-8; 8 8 /7+ 4 /7960+-/ $ / 28/6+-8 326+21/ 7 +61/68 +28 // /-86328922/ 21. 78+2-/ Г $ / 28/6+-8 326+21/ 7979+ +61/6036 1 /6 9. 8 ГГ +2.036.634-7+ 4 /7 ГГ Г $ 7 3./ -+2,// 8/2./.83-32. 8 327; /6/8 /7+ 4 / 7 2:+-99 36 /67/. 2 59. 2:+-99 Г8 /;+8/6 + /6 723846/7/28$ / 28/6+-8 32 7.3 2+8/., &+2./6'++ 7036-/7Г/ /-86378+8-036-/7+2.7 3686+21/6/49 7 :/036-/7' /28 / 7+ 4 / 7 /67/. 2 59.Г Г 8 /6/ 723+ 6 59. 28/60+-/+2.23 /2 7-97 ;,9.94; /28 /463,/+4463+- /78 /7+ 4 / 37/838 /7+ 4 /7960+-/Г8 / 59.78 036 759+7 73. + /676/79 8 21 2: 7-3/ +78-28/6+-8 32,/8;//2463,/ +2.7+ 4 / 2+ 8/62+8 :/ 3./ 0367 /+6036-/ 28/6+-8 32 7+73 -+ /. 23-21 3./ Г 2 8 7 3./ Г8 /463,/ 7 2 28/6 88/28+. +,+8-7 368 6+21/-328+-8; 8 8 /7+ 4 /Г 6/79 8 21 2+232 2/+6,/2. 21308 /0,/6463,/$ / 378 4368+280/+896/308 7 3./ 78 +88 /. 78+2-/3:/6; - 7 /+6036-/ 28/6+-8 32,/8;//2463,/+2. 7+ 4 /+-87Г./4/2.7328 /+ 4 89./3037- +8 32308 /0,/6463,/+2.8 /+21 /,/8;//2463,/+2.7+ 4 /8 /60/+896/77944368 218 7 23-21 3./ +6/+2 +7 /86-6/732+2-/-96:/; /28 /463,/ 7 28/6+-8 21; 8 8 /7+ 4 /+2.+ 2/+6.6343037- +8 32+ 4 89./94327+ 4 /+4463+- $ /0/+896/77944368 21+ 23-21 3./ +6/32 3,7/6:/.036 +61/463,/ 37- +8 32+ 4 89./7' 8 8 / 3./. 7-977/.,/036/Г8 / 28/6+-8 326+21/ 7 / 4/-8/.83./4/2.328 /463,/37- +8 32+ 4 89./32 036 +61/+ 4 89./736 +61/+ 4 89./7Г8 /463,/37- +8 32 7 +61/-3 4+6/.838 /;+8/6 + /630+0/; 2 Г+2.8 / 20 9/2-/308 /;+8/6 + /6. 2 7 /7Г,/-+97/8 /463,/; 23; 3:/ 10

Near-field scanning optical microscopy 063 + 68 6391 8 /6/ +8 :/8 2;+8/6 + /6+2.4/6 3. -+ 88 /7+ 4 / 2 :+-99 Г+8 +61/37- +8 32+ 4 89./7Г8 /463,/37- +8 32 7 +61/-3 4+6/.838 / 6+21/30&+2./6'++ 7036-/7+2.8 /463,/ 3:/78 6391 8 /&+2./6'++ 7 28/6+-8 326+21/+2. 2.//. 23-7 8 /7+ 4 / 36 3; 28/6+-8 32036-/7 8 7 4368+288397/7 + 463,/37- +8 32+ 4 89./7 $92 21036 7+ 3;463,/+ 4 89./730 /778 +2 2 Г; /6/8 /463,/+ 4 89./ ; 8 348 -+ 7 /+6036-/./8/-8 32 7979+ 36/8 +2+236./630 +12 89./ +61/6 1.5 Near-field scanning optical microscopy 2/;2/+6 0 /.348 -+ -637-34/ 7./7 12/.Г./. -+8/.83, 3 31 -+ +44 -+8 327368 7496437/Г 8 /2/+6 0 /.348 -+ -637-34/Г,+7/.32+ -32:/28 32+ 2:/68/. -637-34/ 3:/68$&Г / 77 7-3, 2/.; 8 + -3203-+ -637-34/036 0 936/7-/2-/./8/-8 32 #4/- + 0/+896/7308 72/; -637-34/+6/8 / 4377, 8 /783- +21/ 3, /-8 :/7Г8397/4 +7/ -3286+78+2.8386+27 +8/8 / 7+ 4 / 196/ 7 3;7+ 7- / +8-3:/6: /;308 / 2/; 27869 /28 ' /28 / 27869 /28 797/. +7+2/+6 0 /.348 -+ -637-34/Г 1 8063 +6 6 +7/6 #4/-86+ 7-7 7-394 /. 2838 /0,/6463,/ 8 +8; 19./8 / 1 8838 / +4/6896/$ /7+ 4 / 978 92./68 /+4/6896/ 78 /2 9 2+8/. /27 6/ 3:+, / 6636 λ λ,+2.4+77 0 8/6 +7/6 0,/6463,/ 892 21 036 6/ 3:+, / 6636,/+ 74 88/6 7+ 4 / -637-34/3, /-8 :/ 6/ 3:+, /. - 63-6636 /27 --. -+ /6+ 3214+770 8/6 4 383./8/-836 4 383./8/-836 7-+22/6 196/ 3, 2/.-3203-+ +2.2/+6 0 /. 7-+22 21348 -+ -637-34/Г; 8 8;3- +22/ 0 936/7-/2-/./8/-8 32 11

1 Introduction $ / -637-34/3, /-8 :/ 497 Г -3 /-878 /0 936/7-/2-/ 1 8 / 88/.063 8 / 9 2+8/.7438 /27 797/.8303-978 /0 936/7-/287 12+ 328 / 4 3832-3928 21./8/-8367 ГГ /6 2 /6 3214+770 8/6, 3-7 6/7.9+ / - 8+8 32 1 8+2.8 /0 936/7-/2-/ 1 8-+2,/74 8 28;3-3 432/287Г036 / + 4 / 28;34/64/2. -9 +643 +6 +8 32-3 432/287, +43 +6 21,/+ 74 88/6-9,/Г36 28;374/-86+ -3 432/287, +. - 63-6636 0 936/7-/28 +1/308 /7+ 4 /-+2,/6/-327869-8/., 7-+22 218 /7+ 4 /Г; / -3 /-8 21.+8++8/:/6 43 28$3 + 28+ 2348 -+ + 12 /28308 /+4/6896/308 /0,/6 463,/+2.8 /./8/-836 2# Г8 /7+ 4 /2//.783,/7-+22/. 278/+.308 /463,/ $92 21 036,+7/.7 /+6036-/./8/-8 32 797/.83 + 28+ 28 /+4/6896/308 /0,/6 463,/ 2-37/463 8 838 /7+ 4 / 28 77/894Г892 21036 7-+2,/.6 :/2,38 / /-86 -+ +2. /- +2 -+ +7./7-6,/. 2D 28 /-3203-+ 3./Г8 / +7/6 1 8 76/0 /-8/., +. - 63-6636 2838 /,+- 30 8 / -637-34/3, /-8 :/$ 7/ - 8+8 32 1 8 703-97/.328 /7+ 4 /$ / 0 936/7-/2-/ 7-3 /-8/., 8 /7+ /3, /-8 :/+2.23;86+27 88/.8 6391 8 /. - 63-6636$ /./8/-8 324+8 78 /7+ /+70368 /2/+6 0 /.348 -+ -637-34/ $ /7-+26+21/308 7-637-34/ 7 µ µ µ 2 +8/6+. 6/-8 327 Г +2.:/68 -+. 6/-8 32 6/74/-8 :/ $ // -/48 32+ +61/7-+26+21/ 28 / :/68 -+. 6/-8 32Г 797/09 0367+ 4 /78 +87 3; +61/ / 1 8:+6 +8 327 1.6 Outline $ 78 /7 7/ 4 36/78 / 87+2.2/;+44 -+8 32730892 21036 7 2 +48/6 + 3./ 0368 /7/27 8 : 8 +2.34/6+8 3230892 21036 7 7./:/ 34/.+2.+-3 4+6 732 7 +./,/8;//2-32:/28 32+ 83-36-/ -637-34 +2.892 21 036,+7/. +48/6./7-6,/78 /+44 -+8 3230892 21036 +77 /+6036-/7/27367 2 59. /2: 632 /287 1 6/73 98 326/79 87+2. +1/7327308, 3 31 -+ 7+ 4 /7+6/ 46/7/28/. 283-36-/ -637-34 Г6/-/28 +- 6-9 8;+7 2863.9-/.83/2 +2-/8 / 7/27 8 : 8 30 -+28 /:/67 +48/6 / + 2/78 /438/28 + +44 -+8 3230+7 +6-6-9 8036892 21 036,+7/.7 /+6036-/./8/-8 32Г83/2 +2-/8 /7/27 8 : 8 2 59. $ /092.+ /28+ 87307/27 8 : 8 /2 +2-/ /28+6/ 2:/78 1+8/. $ / 3-+ +8 32307 21 /0 936/7-/28 3 /-9 /7 7+2 4368+28+44 -+8 32 2, 3 31 +48/6 7 3;78 /+.:+28+1/730/+6 0 /.#-+22 2148 -+ -637-34 # 036 3-+ +8 32307 21 /0 936/7-/28 3 /-9 /7 12

References 1.7 References 22 1Г "3 6/6Г /6,/6Г '/,/ Г #960+-/789. /7, 7-+22 218922/ 21-637-34 Г 7"/: /88 Г #+6.Г #-+22 21036-/ -637-34 Г 036.%2 :/67 8 Г/; 36 6 /.,+- /6Г 9-7Г +77 0 -+8 32307-+22 21463,/ -637-34 /7Г 96/44 / Г 22 1Г!9+8/Г /6,/6Г 83-036-/ -637-34 Г 7"/: /88 Г 76+/ +- : Г 28/6 3 /-9 +6+2.7960+-/036-/7Г -+./ -46/77Г 32.32Г ' +3Г +6 Г # /2 Г /-86378+8 -+2.-328+-8036-/7 2036-/ -637-34 Г &+-#- $/- 23 Г + :+.Г 988Г# 39.Г 6+8/6Г 6+ /Г 96 / Г& 217Г +27 +Г %7 21036-/ 3.9 +8 3283 +1/7960+-// +78-8 /7; 8 8 /+83-036-/ -637-34/Г +238/- 23 31 Г " :/62/ Г$ 322/6Г / /6Г " /87- Г" 8 Г 3;+.Г 63 /6Г 28 /63.8Г 9 6+Г $+ +23Г +78-8 Г;/+6+2.06-8 324634/68 /7308 2 361+2-0 73,7/6:/.; 8 +83-036-/ -637-34 Г &+-#- $/- 23 Г 962 + Г" 3 832Г /+796 218 /2+23 /- +2 -+ 4634/68 /7+2.7960+-/036-/7 30 +8/6 + 797 21+2+83-036-/ -637-34/Г &+-#- $/- 23 Г $",6/- 8Г# + 2/Г$ +6:/6Г!9+8/Г -630+,6 -+8 3230-+28 /:/678 036 8 /+83-036-/ -637-34/Г &+-#- $/- 23 Г / /6Г /6Г 48 -+,/+./0 /-8 32+83-036-/ -637-34 8 /73. 9-36./ 7960+-/Г 44 7 /88 Г % 6 1Г /;7 Г' 3 Г 4/6 /28+ 3,7/6:+8 3230036-/7+-8 21.96 21 7-+22 218922/ 21-637-34 Г 7"/: /88 Г +68 2Г ' + 7Г ' - 6+ +7 21 /Г 83-036-/ -637-34/ 036-/ +44 21 +2.4630 2132+79, a7-+ /Г 44 7 Г + Г 33Г./ 3 +22/Г # + 3;6 44 /7; 8 1 +28;+:/ /218 73,7/6:/., +83-036-/ -637-34 6/+ /00/-87+2.8 /6/436830+2/;+68 0+-8Г &+-#- $/- 23 Г ' 3 Г' /2 Г +2 Г 48 -+ 78/8 37-34 +1/6/-36. 21; 8 6/73 98 32 Г 44 7 /88 Г /8 1Г $6+98 +2Г$ +66 7Г # '/ 2/6Г" 378/ + Г 6/+ 218 /. 006+-8 32,+66 /6 348 -+ -637-34 32+2+23 /86-7-+ /Г #- /2-/Г /8 1Г" - /78/6Г # 21 / 3 /-9 /73,7/6:/., 2/+6 0 /.7-+22 21348 -+ -637-34 Г #- /2-/Г " $3 /.3 63;Г +21Г /2Г &+/ 6+:+2 Г /+6 0 /.. 00/6/28 + 7-+22 21 348 -+ -637-34/; 8 +83-036-/6/19 +8 32Г 44 7 /88 Г /8 1Г 22Г # '/ 2/6Г 3, 2/.7 /+6036-/+2.2/+6 0 /.7-+22 21348 -+ -637-34 Г 44 7 /88 Г +66+ Г" 63,/6Г / 3/ /-86-8 4 7+ 4 /. 78+2-/-32863 Г0362/+60 /.348 -+ -637-34/7Г 44 7 /88 Г 13

1 Introduction.;+6.7Г $+ 36Г' 92-+2Г / /.Г +78Г 1 6/73 98 32+83-036-/ -637-34 97 21+59+68892 21036 +7+-89+836+2.7/2736Г 44 7 /88 Г ## 9+21Г!9+68 892 21036-6 78+ 97 213:/6832/0 / 96/ 3./7Г 63-8 22 6/532863 # 437 9 Г /77, Г 1 74//.036-/7/2736036036-/ -637-34 +2.4630 3 /86 98 21+ 59+68 892 21036 Г 44 7 /88 Г ' "/27/2Г :+2 9 78Г$ "9 8/6Г '/78Г 83-78/47; 8 892 21 036,+7/.232-328+-8+83-036-/ -637-34 Г 44 7 /88 Г # / 3:Г +:.3:Г 37 3: 87Г 2+ -730+4 / 3/ /-86-892 21036 348 -+ 0,/6+77/, 2+2/+6 0 /.7-+22 21348 -+ -637-34/Г "/:#- 27869 Г /77, Г 83-6/73 98 3232#, 232-328+-8+83-036-/ -637-34 ; 8 +036-/7/2736,+7/.32+59+68 892 21036 Г 44 7 /88 Г /77, Г# /,+- /6Г / /0/.8Г +22 +68Г #9,+83-0/+896/7328 /7-32 7960+-/3,7/6:/., +83-036-/ -637-34 Г #- /2-/ Г 21Г # +,Г 92/7 6Г!9+68 892 21036 7+77/27367036+886+-8 :/ 3./036-/ -637-34 92./6+, /28-32. 8 327Г 44 7 /88 Г 21Г 92/7 6Г 886+-8 :/ 3./036-/ -637-34 036 2:/78 1+8 32730, 3 3 /-9 /792./6+, /28-32. 8 327Г "/:#- 27869 Г $7+ Г 9Г $+44 21 3./892 21036 7/27 210362/+6 0 /.7-+22 21348 -+ -637-34 Г 44 7 /88 Г 7-3:/6/6Г$ -637-34/7Г366/1+7:/#922 :+ /Г Г%##-+26+21/ 308 /7-+22/6 7 µ µ µ 2 +8/6+. 6/-8 327 Г +2.:/68 -+. 6/-8 32 6/74/-8 :/ 4 36/6Г$ -637-34/7Г366/1+7:/#922 :+ /Г Г%##-+26+21/30 8 /7-+22/6 7 µ µ µ 2 +8/6+. 6/-8 327 Г +2.:/68 -+. 6/-8 32 6/74/-8 :/ 96 +2Г & # :/87Г #89. 307 /+6036-/+7+. 78+2-/6/19 +8 32 /- +2 7 036 7-+22 212/+6 0 /.348 -+ -637-34 Г 44 7 Г 63/ - Г$ 78/6Г /- +2 -+ 6/732+2-/,/ +: 36302/+6 0 /.348 -+ 463,/7Г 44 7 /88 Г # +: Г #4+ /6Г 396 32Г 20 9/2-/308 /;+8/6 + /6328 /7 /+6036-/.+ 4 21 2 2/+6 0 /. -637-34 Г 44 7 /88 Г " 6922/6Г +68 Г 3 6 - /6Г 20 9/2-/30/2: 632 /28+ -32. 8 327327 /+6 036-/. 78+2-/-32863 22/+6 0 /.348 -+ -637-34 Г 44 7 Г &+--+63Г /62+ Г +659 7 '/, /Г 97- Г # /+6036-/7960+-/-3286+7832 7/ 0 +77/, 323 + /67Г 44 7 /88 Г % #-.8Г /61+2./6Г 21Г # /+6036-/ 28/6+-8 32 28 /: 7-397.+ 4 21 6/1 /789. /.+84036-/6/73 98 32Г 44 7 Г + /7Г 283123 Г $+ + 3Г$ - +78/6Г /;832Г /7Г 28/646/8+8 3230-3286+78 28+44 21 3./ +2.7 /+6036-/ -637-34 789. 30 +0 32Г +21 9 6Г 14

References $ + +Г# 63879Г #89. 307 /+6036-/,/8;//21 +77-63463,/+2. -+7960+-/ 92./6-32863 /. 9. 8 Г 44 7 /88 Г /,/6Г ;+21Г.. 2Г /7 12+2.348 +8 3230+2/+6 0 /.7-+22 21 348 -+ -637-34/036 +1 21, 3 31 -+ 7+ 4 /7 2 59.Г 44 48 Г 6 - Г +88 /7Г "/ 77Г 6/-8 /+796/ /28308 /37- +8 32+ 4 89./+2. -6 8/6 +036 1 59+ 8 +1/7 27 /+6036-/ -637-34 Г 44 7Г# 6/136Г 3 /Г #- 0/6Г" %,6 - Г 63,/ 7960+-/ 28/6+-8 32 22/+6 0 /. 348 -+ -637-34 8 /232 2/+6,/2. 21036-/ /- +2 7 Г 44 7 /88 Г 79Г /,/6Г $ 4 7+ 4 / 28/6+-8 32 2+ 7 /+6 036-/ 2/+6 0 /.7-+22 21348 -+ -637-34/Г "/:#- 27869 Г 96 +2Г & # :/87Г 2:/78 1+8 32308 /4 7 -+ /- +2 7 7307 /+6 036-/ +1 21Г 44 7 Г +66+ Г $ / +22Г 28/60+- + 7 /+6036-/ -637-34 Г 7"/: Г 15

16 1 Introduction

Tuning forks as force sensors $ 7- +48/6/ 4 36/78 /34/6+8 3230892 21036 7+7036-/7/27367Г8 /;+ 8 / 3:/ +2.8 / 67/27 8 : 8 0 2 8// / /28 3./ 7./:/ 34/.837 9 +8/892 21036 38 32' 8 8 /0 2 8// / /28 3./ Г 8,/-3 /7- /+68 +88 /892 21036 463217+6/ -394 /.+2.8 +8+ +6 32-37- +836 3./ 3032 32/463210+ 783/ 4 + 28 / 20 9/2-/308 /0,/6328 /892 21036 38 32$+ 218 7 8+8 32 283+--3928Г8 / +6 32-37- +836 3./ -+278,/97/.83/78 +8/ 28/6+-8 32036-/7,/8;//2 463,/+2.7+ 4 /Г,+7/.32- +21/7 28 /+ 4 89./308 /4 / 3/ /-86-892 21036 7 12+ 368 /4 +7/7 08,/8;//28 /892 21036 7 12+ +2.8 /.6 :/092-8 32$ / 4/6036 +2-/30892 21036 7 2892 21 036,+7/.83-36-/ -637-34 7-3 4+6/.838 /4/6036 +2-/-+28 /:/6,+7/.7/27367 2-32:/28 32+ $ 7 +48/6 74+68,+7/.32 ' "/27/2Г :+2 9 78Г$ "9 8/6Г '/78Г 83-78/47; 8 892 21 036,+7/.232-328+-8+83-036-/ -637-34 Г 44 7 /88 Г 17

2 Tuning forks as force sensors 2.1 Introduction /+6 0 /.#-+22 2148 -+ -637-34 # -+232 ;36 08 /463,/ 83 7+ 4 /. 78+2-/ 77 + -3 4+6/.838 /+4/6896/308 /463,/$ /6/73 98 32 78 /2/59+ 83 8 /+4/6896/7 /36+< 2 +4/6896/Г8 / + 9. 78+2-/2//.783,/ 28 / 36./630+0/;2+23 /8/6 2+.. 8 32Г8 /463,/Г+49 /.1 +770,/6-3+8/.; 8 +2 + 9 29 + /630 2 +2.; 8 +2+4/6896/30< 2 7/ 86/ / 06+1 / 7 21 /92-32863 /.-328+-8; 8 8 /7+ 4 /6/2./678 /463,/97/ /77$ / 378-3 328/- 2 59/83-32863 8 /463,/ 83 7+ 4 /. 78+2-/ 783 /+796/ 28/6+-8 32 036-/7,/8;//2463,/+2.7+ 4 /368 7496437/Г8 /463,/ 7. 8 /6/. +8/6+ 838 / 7+ 4 /8-37/463 8 838 /7+ 4 /Г7 /+6036-/7+-8,/8;//2463,/+2.7+ 4 / +2.8 /37- +8 32 7.+ 4/.#/:/6+ 8/- 2 59/7-+2,/97/.83./8/-88 /.+ 4 2130 8 /0,/6 $92 21 036,+7/.7 /+6036-/./8/-8 32Г+7/ 4 + 2/. 2D +7,/-3 /8 / 378;./ 97/. /8 3.; 8 2+0/; /+67063 8 / 2863.9-8 32, +66+ /8+ 2 ' 8 2+0/; /+67+08/6 2863.9-8 32036# Г892 21036 7;/6/ 2863.9-/.+7+2 + 8/62+8 :/036-+28 /:/6,+7/.036-/7/27367 283-36-/ -637-34 /74 8/. 00/6/28 /- +2 -+ 4634/68 /7Г /78 002/77+2. +77308 /7/27367Г892 21 036 7+7036-/7/27367-+2,/-3 4+6/.83-+28 /:/67 2 $ /0+-88 +8892 21036 7 +6/- /+4Г7/27 8 :/Г/+7 8397/+2.6/ +, // 4 + 278 / 64349 +6 8 2.2 Finite element tuning fork model γ γ γ γ 196/ 2 8// / /28 /7 ; 8 23./7 +: 21 +77 2 +2. / / /287-327 78 2139830746 217 2 +2..+ 4/67γ 2 /2/6+ Г892 21036 7 27-+22 21463,/ +44 -+8 327+6/ 3./ /.+7 +6 32-37- +8367 978+7-+28 /:/67 2+83-036-/ -637-34 2/892 21036 46321 7-327./6/.+7+7 4 /,/+ ; 8 +2/00/-8 :/ +77+2.746 21-3278+28 8 +8-+2,/-+ -9 +8/.063 8 / +8/6 + 4634/68 /7 3059+68 $ /.+ 4 21 7+0 88 214+6+ /8/60368 /! 0+-836308 /892 21036 Г; - 7./0 2/.+78 / 09 ;.8 308 /6/732+2-/4/+ +8 + 0 87 + 9 Г; /28 /+ 4 89./:/679706/59/2-7 4 388/.$ 7 3./ 77900 - /2883/ 4 + 2 29 /6397+74/-8730892 21036,/ +: 36Г,980+ 7 836/-312 /73 / 4368+280/+896/7Г /8 / 28/6+-8 32,/8;//28 /8;3463217+2.46321./0 /-8 32:/6797.6 :/+ 4 89./36+-366/-8 /78 +8 32308 / 28/6+-8 32036-/7Г 23; 218 / 463,/+ 4 89./ 7/77/28 + 18

Finite element tuning fork model 2.2.1 Finite element method 36+ 36/+--96+8/789. 30892 21036 7Г,38 4632177 39.,/8+ /2 283+--39282+ 8 -+ 73 98 32308 / 38 3230+37- +836; 8 8;3463217 7-3 4 -+8/.46+-8 -+ + 8/62+8 :/ 70 2 8// / /28+2+ 7 7 Г + 79 8+, / /8 3.83+2+ / /- +2 -+ 4634/68 /730-3 4 / 7869-896/7 /892 21 036 7 360 2 8// / /28+2+ 7 7Г+-3 4 / 7869-896/ 7-32:/68/. 283+ /7 +77 3;2 2 196/ Г; /6/8 /23./7 +:/+ +77Г+2. /:/6 / / /28,/8;//28;323./7 7+ -3, 2+8 3230+746 21+2.+.+ 4/6$ / 746 21+2..+ 4 21-3278+287308 /-322/-8 21 / / /287+6/- 37/279-8 +8831/8 /68 / /, 88 /7+ /,/ +: 36+78 /; 3 / 7869-896/ 196/ 7 3;7+ 892 21 036 838 / /08$ /0 2 8// / /28 /7 97/.83 7 9 +8/8 /4634/68 /7308 /892 21036 7 7 3;2838 /6 1 8 28 /-/28/6Г8 / /7 7 794/6 437/.328 /892 21036 196/ 63 /08836 1 8Г+ 892 21036 Г8 /7+ /892 21036 ; 8 + /7 437/.+2.8 / /7 97/. 20 2 8// / /28+2+ 7 7 $ /746 21-3278+287308 // / /287+2.8 / +77308 /23./7+6/./.9-8/.063 8 /. /27 327+2. +8/6 + 4634/68 /730 59+68 892 21036 7+7 78/. 2 $+, / $ /.+ 4 2130+892 21036 2+, /28-32. 8 327Г 7.3 2+8/., : 7-397.+ 4 21-+97/., 8 //2: 632 /28308 /892 21036 $ /.+ 4 21-3278+287 28 / 3./ +6/- 37/283 +8-8 /3,7/6:/..+ 4 21308 /892 21036 $+, / /27 327+2. +8/6 + 4634/68 /730 59+68 892 21036 7 /218 6321;.8 $ '.8 /27 8 ρ 1 $ - 2/77' 3921 7 3.9 97 6321 /218 19

2 Tuning forks as force sensors 7 4 / 2/+6/59+8 3230 38 32 78 /6/79 8036/+- / / /28+2.23./$31/8 /6 8 /7//59+8 32730 38 32-+2,/;6 88/2 2 +86 036 ξ ξ ξ + γ γ γ γ γ γ γ γ γ ξ ξ ξ + ξ ξ ξ = ' /6/ξ 2 Г Г 78 /1/2/6+ /.-336. 2+8/3023./2Гξ +2. ξ 2 2 +6/8 /0 678+2. 7/-32.36./68 /./6 :+8 :/730ξ 2 6/74/-8 :/ 2.; /6/ 22 78 //00/-8 :/ +77 3023./2Гγ 2 +2. 2 +6/8 /.+ 4 21+2.746 21-3278+28,/8;//223./72+2. 6/74/-8 :/ +2. 2 78 /.6 : 21036-/59+8 32 -+2,/6/;6 88/2+7 Ξ + ΓΞ + Ξ = ' /6/ 78 / +86 6/46/7/28 218 / +77308 /892 21036 3./ ГΓ 78 / +86 ; 8 +.+ 4 21/ / /287+2. 78 / +86 ; 8 + 746 21-3278+287ГΞ 78 /:/-836 ; 8 8 /1/2/6+ /.-336. 2+8/730+ 23./7+2. 78 /:/-836; 8 +.6 : 21 036-/7$ /,392.+6-32. 8 32778 +:/83,/7/8$ /7/,392.+6-32. 8 327/2796/ 8 / 3./ 83,/-322/-8/.4634/6 838 /3987./;36. 2. :.9+ 23./7-+2 /:/289+,// 437/.837/8. 74 +-/ /287$31/8 /68 /7/036-/7-32786+ 28 / 3./ +--36. 21838 /-322/-8 32308 /892 21036 838 /.6 : 214 / 3/ / /28+2.8 /.6 : 21. 74 +-/ /28308 7/ / /28 2.2.2 Solving the motion of a tuning fork using a finite element model #/:/6+ 6398/7-+2,/8+ /2836/73 :/8 / 38 3230+892 21036 97 21+0 2 8// / /28 3./ 8 74377, /83/ 86+-88 /37- +8 32 3./730+892 21036 Г, / 2+8 21+.6 : 218/6 7 28 /,392.+6-32. 8 327+2., 7/88 21 83 /63779 2132 +6 32-8 /./4/2./2-/036Ξ ξ 2 8 <ξ 2 / ω8 Г/59+8 32 6/.9-/783+2 / 1/2:+ 9/463, / ωγξ + Ξ = ω Ξ 20

Finite element tuning fork model 08 // 1/2:+ 9/463, / 7;/ 437/.Г /+2 218 +8+0 2 8/232 /63 29,/63073 98 327/ 78Г/+- 73 98 32 +7+74/- 0 -/ 1/2:/-836Ξ4 Г ; /6/4 78 /29,/6308 /73 98 32 $ 7/ 1/2:/-836-366/7432.783+ 74/- 0-437 8 3230+ 1/2/6+ /. -336. 2+8/736+74/- 0-3./7 +4/ 308 /892 21036 +2.8 /6/ 7+ 74/- 0-06/59/2- +773- +8/.; 8 8 7 73 98 32 8 // 1/2:+ 9/366/732+2-/ 06/59/2- ω 4 $ /73 98 327838 / / 1/2:+ 9/463, / 036 +-3 4 /8/ 196/ 396. 00/6/28 3./7300 2 8/ +2.368 3132+ 7/87+-327/59/2-/Г / / /28892 21036 3./ Г; 8. 00/6/28 +2 38 32308 /892 21036 -+2,/ 6/732+2-/06/59/2- /7 3./+ Г 3./, Г 3./- +2. 3./../7-6,/.+7+794/6437 8 3230 $ /16/ /:/ 2. -+8/78 /786/77 2. 00/6/28 3./7 196/ 7 3;70396 8 / +8/6 + /036 +8 32 7/ +11/6+8/.036. 00/6/28 3./7; 8. 00/6/28 : 7, 8 6/732+2-/06/59/2- /7+7+73 98 3283 8 // 1/2:+ 9/463, / 2/59+8 32 2.2.3 Drive efficiency 00/6/28 3./76/7432.. 00/6/288374/- 0 -;+ 730.6 : 218 / 892 21036 ' 8 73 /-3, 2+8 32730 3./+2..6 :/092-8 32Г /2/61 7/00/-8 :/ 86+270/66/.063.6 :/83892 21036 38 32Г ; /38 /6-3, 2+8 327 +6. 6/79 8 2+ 38 32308 /892 21 036 " &$% " # 2# Г892 21036 7+6/ 378.6 :/2, /- +2 -+. 8 /6 218 /,+7/308 /892 21036 Г +77 3;2 2 196/ ' 8 8 7 /8 3.30/ - 8 218 /892 21036 Г 378 8 /-/28/63016+: 8 7/ - 8/.$ /6/79 8 21 38 32308 / 892 21036./4/2.7328 /3:/6 +4308 /74/- 0-892 21036 3./ +2.8 /.6 :/092-8 32 Ξ() 8 = Ξ4 8 () 4 36/ + 4 /Г. 8 /6 218 /892 21036 7,+7/.6 :/7 3./7++2.. 2 196/ 36/ /00 - /28 8 +2 3./7,+2.-/-+97/308 7Г 3./+ +7,//26/4368/. 2 8/6+896/ 83,/8 /+-89+ 3./30892 21036 7 2/ 4/6 /287$ /. 7-6/4+2-196/ 8 /6/. 892 21036 21

2 Tuning forks as force sensors,/8;//28 /-+ -9 +8/.+2. /+796/.6/732+2-/06/59/2-463:/78 7+779 48 3283,/ 2-366/-888 /6/732+2-/06/59/2-30 3./- 2 196/ Г8 /892 21036 ; 37- +8/ 28 7+7 /86-3./ $ /+ 4 89./ 3;/:/6Г;,/7 + /68 +2/ 4/-8/.; /232 32/46321308 / 892 21036 7-327./6/. 2+ +6 32-37- +836 3./ $ /.6 ://00 - /2-30+ /- +2 -+ / - 8/.892 21036 -+2,/./0 2/.+78 /+ 4 89./30+892 21036 46321. :./.,/8 /+ 4 89./30+7 21 /,/+ ; 8 8 /7+ /. /27 327+2.8 / 7+ /.6 : 21+ 4 89./ 28 /-+7/30+4/60/-87 /86-892 21036 +2.+2 / - 8+8 323032 8 /-/28/63016+: 8 Г8 /+ 4 89./;39./:/2,/ 20 2 8/ 7 + Г 6/79 8 21 2+ /63.6 ://00 - /2- $92 21036 7-+2,// - 8/. /- +2 -+ ; 8 + 232 /63/00 - /2-,/-+97/8 /+88+- /.0,/66/2./678 /892 21036 463217 +7 /86-2+.. 8 32Г8 /.6 :/ 7238-3 4 /8/ 8/.838 /-/28/63016+: 8 Г,/-+97/892 21036 7+6/. 8 /6/.063 32/7./6/79 8 21 27 + +7 /86 /7 28 /.6 :/ $" " &$% " #$ /.6 ://00 - /2- +7./0 2/.036 /- +2 -+ / - 8/.892 21036 7-+2238,/+44 /.036/ /-86 -+ / - 8/.892 21 036 7 /8Г+ 73036/ /-86 -+.6 :/2892 21036 7Г73 / 3./7+6/ 36//00 - /28 / - 8/.8 +238 /67 /6/Г8 /.6 ://00 - /2- -+2,/./0 2/.+78 /892 21036 46321 + 4 89./. :./., 8 /.6 : 21:3 8+1/$ // /-863./ + 398 7+2 4368+280+-836 2 8 /.6 ://00 - /2- $92 21036 7 +:/+2/ /-863./ + 3988 +8 7./7 12/.036+ + 9.6 ://00 - /2-30 3./- 2 196/ $ 7 7+ 738 /34/6+8 32+ 3./30 8 /892 21036 2.2.4 Tuning fork signal strength 7. 7-977/. 2D Г892 21036 7 +6/ +./3059+68 Г+4 / 3 / /-86 - +8/6 + #86/77 279- + +8/6 + 6/79 87 2+- +61/. 74 +-/ /28237- +8 21 892 21036 6/79 87 2+237- +8 21 - +61/. 74 +-/ /28Г36+2 + 8/62+8 21-966/28$ 7-966/28 7 4 - /.94, 8 // /-863./7328 / 892 21036 $ /786/77 2+74/- 0-43 28 2+892 21036 7+092-8 32 308 / 3./7 +4/$3/2796/8 / + 9 7 12+ 786/218 Г8 / 196/ 63777/-8 3230892 21036 463217Г; / 8 /463217 3:/+;+ 063 /+- 38 /6Г-366/7432. 21 83 3./- 2 196/ $ // /-863./7+2.+6/ 348 /.0368 / 3./ 8 /4 / 3 / /-86 -- +61/. 74 +-/ /28Г 2. -+8/., 8 /+663;7 27./8 / 463217Г 7+ ;+ 7. 6/-8/.063 32// /-863./838 / 38 /6 / /-863./7 +:/83,/348 /.0368 /./7 6/. 3./308 /892 21036 196/ 7 3;78 // /-863./ + 398+746/7/28328 /97/.892 21036 7$ 7 + 398 7 348 /.036 3./- 2 196/ Г; /6/8 /463217 3:/ 234437 8/. 6/-8 327 2 22

Finite element tuning fork model 38 /6 3./7Г036/ + 4 / 3./7++2.. 2 196/ Г8 /463217 3:/4+6+ / +2. 8 /-966/284 - /.94 232/46321;,/-3 4/27+8/., 8 /-966/284 - /.94 2 8 /38 /646321+2.+2/87 12+ ; 32,/3,8+ 2/. 08 /463217+6/238-3 4 /8/ 7 /86 - $ /838+ 7 12+ 78 /4 / 3/ /-86 --966/284 - /.94, 8 // /-863./7$ 7 7+ 092-8 3230786/77 28 / +8/6 + +2.8 // /-863./ + 398$ /786/77 28 / +8/6 +./4/2.7328 /./036 +8 32308 /892 21036 463217Г; -./4/2.7328 /3:/6 +4,/8;//2.6 :/092-8 32+2.8 /892 21036 3./7$31/8 /6Г8 /838+ 7 12+ #-+2,/ ;6 88/2+7 # = Ξ 4 4 ' /6/ 78 // /-863./ + 398Г 4 78 /892 21036 3./; 8 29,/64+2. 7 8 /.6 :/' /28 /892 21036 + 4 89./7 12+ 76/-36./.+7+092-8 3230.6 :/ 06/59/2- Г979+ Г7/:/6+ 6/732+2-/4/+ 7-+2,/3,7/6:/.+- 4/+ -366/7432.7 83+74/- 0-892 21036 3./8 +8 7/ - 8/.+8 873;26/732+2-/06/59/2- /74 8/ 87 3;.6 ://00 - /2- Г8 /4/+ -366/7432. 2183 3./- 2 196/ +78 / +61/78 + 4 89./Г/ 4 +7 218 / 4368+2-/308 // /-863./ + 398 2.2.5 Influence of the fiber on tuning fork modes 3./- 2 196/ 78 / 3./8 +8 7236 + 97/.; /234/6+8 21892 21036,+7/.7 /+6036-/ -637-34 7. 7-977/. 28 /46/: 3974+6+16+4 Г8 7 3./ 7 236 + 238/00 - /28.6 :/2; 8 /- +2 -+ / - 8+8 32308 /,+7/308 /892 21 036 3;/:/6Г8 /+7 /86 2.9-/., 8 /0,/6+ 3;7+6/ +8 :/ /00 - /28.6 :/30 8 7892 21036 3./ $ /.6 : 21/00 - /2- -+2,/ 9786+8/., -+ -9 +8 218 /8 4+ 4 89./30+0,/6 +88+- /.83+892 21036 +7+092-8 3230.6 :/06/59/2- $ /892 21036 3././7-6,/. 2/59+8 32 773 :/.036 2-6/+7 210,/6-63777/-8 32736/:/6-6377 7/-8 32Г8 /,392.+6-32. 8 327 2-9./+.6 :/; 8 +2+ 4 89./30 2 +2.8 / 3./ 773 :/.036.6 :/06/59/2- /71+ 2Г32 +6 32-8 /./4/2./2-/ 7 +779 /.367 4-8 Г8 / 3./ 97/7759+6/0,/6-63777/-8 3276392.-6377 7/-8 326/.9-/78 /-328+-8+6/+,/8;//20,/6+2.892 21036 83 /63+2.;39. 437/ 20 2 8/786/77 28 / +8/6 + 36+6392.0,/6+ 738 /1 9/ +783,/ +--3928/.036 28 / 3./ Г; - ;39.922/-/77+6-3 4 -+8/8 / 3./ 196/ 7 3;78 //00/-830 2-6/+7 210,/67 /736+892 21036 ; 8 3980,/6Г8 / 8 4+ 4 89./+8+6/732+2-/06/59/2-30 72 88 77 + + 4 89./Г 38 /6 3./7Г+ 8 391 238+86/732+2-/-3286,98/838 /+ 4 89./#8 Г8 /892 21 23

2 Tuning forks as force sensors 196/ $92 21036 + 4 89./036892 21036 7; 8 2-6/+7 210,/6-6377 7/-8 327$ /.6 :/+ 4 89./302 7 2. -+8/., 8 / 3;/6 36 328+ 2/$ /8 4+ 4 89./3,8+ 2/., +7 4 /,/+ ; 8 8 /7+ /! 0+-83630 7 2. -+8/., 8 /944/6 36 328+ 2/36 3./ 7 4-8 -+ -9 +8 327+6/ +./97 210,/67; 8 +759+6/-63777/-8 3263 3;/6 06/59/2-83 1 /606/59/2- Г892 21036 7+6/7 9 +8/.; 8 0,/6;.8 30 ГГГГ+2.µ 368 /0 6788 6//892 21036 7Г8 /.6 :/ -3286,98/77 12 0 -+28 838 /8 4+ 4 89./$3 9786+8/8 /6/732+2-/308 / 3./+2.83/ 2+8/-3286,98 3273038 /6 3./7Г8 /+ 4 89./308 / 463217/4+6+8 32 7 2. -+8/., 8 /.+7 /.-96:/ 036 3./-./4-8/. 2 196/ 7+86/732+2-/$3 9786+8/8 7Г8 /+ 4 89./30 8 /463217/4+6+8 32Г+8 4 -+ 0/+896/308 774/- 0-3./Г 74 388/.; 8 +.388/. 2/ 2 196/ $ /8 4+ 4 89./ 732 8 /78 /.6 :/+ 4 89./Г; /6/+7 4 /,/+ ;39. +:/+2+ 4 89./308 /! 0+-8368 /78 /+ 4 89./ 28 /7/7 9 +8 3278 /! 0+-836;+7 Г + 218 /.6 ://00 - /2- = 7 /28 32/.,/036/Г8 7-+2,// 4 + 2/., 8 /7 + 3:/6 +4,/8;//28 /.6 :/+2.8 /892 21 036 3./ 6/+. 036+8 20,/630µ Г8 /8 4+ 4 89./ 2-6/+7/7832 +8+ 6/732+2-/06/59/2-30 73 /6/8 /463217/4+6+8 32+ 4 89./ 74 388/. $ /0,/6+..7 +778332/308 /463217+2. 2-6/+7/78 /46321 778 002/777+6/79 8Г 8 /+7 /86 308 /892 21036 2-6/+7/7+2..6 ://00 - /2-7/2 +2-/.../. +77; 3;/68 /6/732+2-/06/59/2-308 /892 21036 Г; / 2-6/+7/.78 002/77 ; 2-6/+7/8 /892 21036 6/732+2-/06/59/2- $ /7 9 +8 327 3;78 +88 / 2-6/+7/.78 002/77 +78 /786321/78/00/-8 24

Finite element tuning fork model $ /-+ -9 +8 327+6/6/4/+8/.0360,/6;.8 730 µ Г µ Г µ +2. µ 7 036892 21036 7; 8 3980,/6+2.; 8 +0,/630 µ Г8 /463217/4+6+8 32+ 4 89./ 74 388/.036+0,/67 /30 µ 837/4+6+8/8 / 38 32308 /892 21036 3./+8 6/732+2-/063 38 /6 38 327308 /892 21036 36 +61/60,/6. + /8/67Г8 /8 4 + 4 89./ 28 /892 21036 3./+86/732+2-/ 7 +61//2391 738 +88 /.6 :/ + 4 89./-+2,/2/1 /-8/.$ /6/79 8 218 4+ 4 89./-+2,/0392. 2$+, / 36 8 /7 9 +8/.0,/67 /7Г8 /6/79 8 21.6 ://00 - /2-7-+ -9 +8/.$ /.6 :/ /00 - /2-7./0 2/. /6/+78 /6+8 3,/8;//28 /8 4+ 4 89./308 /892 21036 2 8 /./7 6/. 3./+2.8 /8 4+ 4 89./8 +8;39.,/3,7/6:/. 08 /37- +836;+7+ 7 4 /,/+ Г; /6/8 /8 4+ 4 89./ 7! 0+-8368 /78 /.6 :/+ 4 89./ $+, / 7 3;78 +8036+892 21036 8 +8 +70,/6; 8 +;.8 30 µ +88+- /.83 8Г 78 /7 36//00 - /28.6 :/28 +2+892 21036 ; 8 398+0,/6 $+, / 20 9/2-/300,/632892 21036 6/732+2-/+2..6 :/ /00 - /2-0,/6 7 / µ 6/7 06/5 8 4 + 4 89./ 2.6 :/ /00 - /2- + +.6 ://00 - /2-7-+ -9 +8/.+78 /8 4+ 4 89./ 308 /892 21036. :./., 8 /8 4+ 4 89./+7 3,8+ 2/.036+7 4 /,/+ 37- +836 2.2.6 Observed tip amplitude 36 + 0,/67; 8 +. + /8/630 µ +6/1 9/.83892 21036 7' 8 0,/67308 7 7 /+2.8 /-3286,98 32308 /1 9/838 /+7 /86 308 /892 21036 Г8 /.6 :/-+2,// 4/-8/.6/ +8 :/ /00 - /287/894+77 3;2 2 196/ ;+7-327869-8/.83 :/6 0 8 /+-89+ 892 21036 8 4+ 4 89./- /+:/.0,/6 71 9/.83+892 21036 8 +8 7 3928/.32+-+,6+8/.7-+22/6$ / 1 8-3 21063 8 /0,/6 703-97/.32+ 437 8 327/27 8 :/7-324 383./8/-83697 21+ -637-34/3, /-8 :/ 32 Г 38 32308 /- /+:/.0,/68 4 2+4 +2/4+6+ / 838 /4 +2/308 /4 383./8/-8366/79 87 2+ 38 32308 / 1 87438328 /./8/-836$ /7-+22/6-+2,/97/. 83-+,6+8/8 / 38 32308 /892 21036 8 4 25

2 Tuning forks as force sensors 196/ #/894036 892 21036 8 4+ 4 89././8/-8 32 +7/6 7-394 /. 283+- /+:/. 0,/6/ 3;8 /8 48 / 1 8-3 21398308 / 0,/6 703-97/.32+ 437 8 327/27 8 :/./8/-836 $ /! 0+-836308 / 3928/.892 21036 28 7/ 4/6 /28 ;+7+8+6/732+2-/06/59/2-30 $ / 892 21036 ;+7 /- +2 -+ / - 8/.; 8 +4 / 3 / / /28Г; 8 +4 / 3/ /-86 --3278+2830 2 &8 06/59/2- /7 3;/68 +28 /6/732+2-/06/59/2-308 7 / / /28; - 7 28 / 6+21/$ /.6 : 21+ 4 89./ -+2,/-+ -9 +8/.; 8 8 7-3278+28+2.8 /892 21036 8 4 + 4 89./-+2,/3,7/6:/.; 8 8 /7/894 2 196/ 196/ 7 3;78 /892 21036 8 4+ 4 89./+7+ 092-8 3230.6 :/+ 4 89./ 87 39.,/238/.8 +88 / 6/ +8 32,/8;//28 4+2..6 :/+ 4 89./ 7 2/+63:/6 36/8 +28 6//./-+./72 0368 4+ 4 89./7 28 / 36./6302 Г23 7/-+97/7+23007/8328 /3,7/6:/.8 4 + 4 89./ 2 196/ Г8 /8 4+ 4 89./ 78 /78 /.6 :/+ 4 89./$ /.6 ://00 - /2-78 /2$ 7 7+ 0+-836308;3 +61/68 +28 /-+ -9 +8/..6 ://00 - /2- /7 28 /7 9 +8 32Г8 //00/-8301 9/97/.036+88+- 218 / 0,/6838 /892 21036 72388+ /2 283+--3928 44+6/28 Г8 /1 9/; 2-6/+7/8 /+7 /86 36/Г / 4 + 2 218 / +61/6.6 ://00 - /2-196/ $92 21036 8 4+ 4 89./:/67978 /.6 :/ + 4 89./036+ /- +2 -+.6 :/2892 21036 ; 8 +! 0+-836 30$ /8 4+ 4 89./ 78 /78 /.6 :/+ 4 89./Г 6/79 8 21 2+.6 ://00 - /2-30 36 892 21 036 7Г8 /8 4+ 4 89./7 +:/,//26/-36./. 2+ 7 +6;+ 63 8 / 6/4368/.8 4+ 4 89./Г+.6 ://00 - /2-30 -+2,/-+ -9 +8/.$ 7 7 +,398+0+-83630 3;/68 +2 892 21036 7; 8 8 / 7+ /0,/6+88+- /.$3 / 4 + 28 7Г8 /7 /30 8 / 892 21 036 77 39.,/ -327./6/.$ /7/892 21 036 7+6/ 9- /+: /6 +2. +61/68 +2 892 21036 7$ /7+ / 0,/6; + /+ 892 21036 6/ +8 :/ 36/+7 /86-8 +2+ 26

Harmonic oscillator tuning fork model 892 21036 +2.8 /.6 :/;,/ 36//00 - /28036+ 892 21036 +--36. 21-366/-8/78 +8/308 /8 4+ 4 89./ 7/74/- + 4368+28; /2 /78 +8 21 28/6+-8 32036-/7Г; /6/8 /8 4+ 4 89./ 7+2 4368+284+6+ /8/6 :/6/78 +8 218 /8 4+ 4 89./ /+.783+23:/6/78 +8 32308 / 28/6+-8 32036-/ $ // /-86 -+.6 : 21 /00 - /2-0368 /7+ / 892 21036 -+2,/./8/6 2/.; 8 8 / 7+ /7/894Г 2-+7/8 / 892 21036 7 / /-86 -+.6 :/2 196/ 7 3;78 / 8 4+ 4 89./036+2 / /-86 -+.6 :/2 892 21036 73 /6/ 8 /6/ +8 32,/8;//28 4 + 4 89./+2..6 :/ :3 8+1/ 7 2/+63:/6 8 6//./-+./7Г928 8 /:/ 7300+8 3;.6 : 21 :3 8+1/7,/-+97/30 23 7/ 28 /+ 4 89././8/-8 327; 8 196/ $92 21036 8 4+ 4 89./:/67978 /.6 :/:3 8+1/036 +2/ /-86 -+.6 :/2892 21036 ; 8 +! 0+-83630$ / / /-86 -+.6 ://00 - /2-7 2 & /- +2 -+.6 :/Г 8 7 4368+2883 23;8 /8 4+ 4 89./83/78 +8/8 / 28/6+-8 32 036-/7$ /+ 4 89./73,7/6:/.036,38 /- +2 -+ +2./ /-86 -+.6 :/+6/7 +6 +2.,38 8 4/730.6 : 21892 21036 7-+2,/97/. 2#-+22 21 63,/ -637-34 2.3 Harmonic oscillator tuning fork model 8 391 0 2 8// / /28+2+ 7 7 72/-/77+6 83-3 4 /8/ 92./678+2.8 / 38 3230 8 /892 21036 Г+ +6 32-37- +836 3./ 778 97/09 $ / 3./7308 /892 21036 +6/;/ 7/4+6+8/. 206/59/2-0+74/- 0-3./30+892 21036 7/00 - /28 / - 8/. +86/732+2-/Г8 /892 21036 38 32;,/-320 2/.838 +874/- 0-3./+2.+ +6 32-37- +836 3./ -+2,/97/.836/46/7/288 /892 21036 28 +8 3./+6/ 7 39.,/8+ /28 +88 /4634/68 /7308 / +6 32-37- +836+6/- 37/2738 +8 8 +8- /78 /6/79 87308 /0 2 8// / /28+2+ 7 7 27

2 Tuning forks as force sensors 2.3.1 Harmonic oscillator model 196/ +6 32-37- +836; 8 +77 Г746 21 Г.+ 4 21γ$ /37- +836 7.6 :/28 6391 8 /746 21; 8 /00/-8 :/. 74 +-/ /28. 6/79 8 21 2+237- +836 7 4 / +6 32-37- +836+77 3;2 2 196/ ; 8 + +77 Г746 21-3278+28 +2..+ 4 21γ 7.6 :/28 6391 8 /746 21; 8 +. 74 +-/ /28.Г 6/79 8 21 2+. 74 +-/ /28308 /37- +836; 8 $ 7 7+ 3./ 036+892 21036 Г; /6/+ 73+2/00/-8 :/ +77 7. 74 +-/.8 6391 +-+28 /:/6746 21Г /8 / 46321308 /892 21036 $ / 378 4368+287396-/30.+ 4 21036+892 21036 2+, /28-32. 8 327 7 06-8 32,/8;//28 /892 21036 +2.8 //2: 632 /28 308 /892 21036 ' /2-337 218 / +6 32-37- +8364+6+ /8/67Г8 / 3./7 +4/308 /892 21036 7 4368+287. 7-977/. 28 /46/: 3974+6+16+4 Г8 /892 21036 7 37- +8 21 28 / 3./7 3;2 2 196/ 28 7 3./Г8 /463217+6/ 3: 21 234437 8/. 6/-8 327Г ; /6/8 /,+7/7308 /463217+6/0 /.$3 + /8 / 3./ -327 78/28; 8 8 /0 2 8// / /28 /8 3.Г32 32/46321-+2,/-327./6/.+7+-+28 /:/6,/+./0 /-8 21 232/. 6/-8 32 274 6/., "+ / 1 +2. +66+ /8+ Г Г 8 //59+8 3230 38 32036+ +6 32-37- +836 6/46/7/28 21+ 892 21036 -+2,/;6 88/2.3;2 + γ + (.) = ' /6/8 //00/-8 :/ +77 +2.8 //00/-8 :/746 21-3278+28 308 / 892 21036 46321 +:/83,/-+ -9 +8/.$ /.+ 4 21-+2,/97/.+7+ 0 88 214+6+ /8/683 +8-8 /3,7/6:/.! 0+-83630+892 21036 ; 8 + 0,/6 3928/.3632/46321Г0 /.+88 /,+7/308 /892 21036 Г8 / /00/-8 :/ +77/59+ 7 = ρ '$ 196/ $92 21036 3./ ' /6/8 /:+ 9/7308 / +77./27 8 ρ+2.8 /. /27 327308 /46321 Г'+2.$-+2,/0392. 2$+, / $ //00/-8 :/746 21-3278+2830 32/46321 7 = '$ ----------- 28

Probe-to-sample interaction forces ' /6/ 78 / 3921 7 3.9 973059+68 779 2132 +6 32-8 /./4/2./2-/Г / 8 < / ω8 Г; /6/ω 78 /6+. + 06/59/2- Г/59+8 32 -+2,/73 :/.$ / 6/ +8 32,/8;//28 /46321./0 /-8 32+2.8 //00/-8 :/.6 :/ 7. -- = ----------------------------------- + ωγ ω 86/732+2-/Г8 /+ 4 89./308 /37- +836 7+8 + 9 ω 6/7 = π0 6/7 = ---- 36 +61/! 0+-8367!» Г8 /6+8 3,/8;//28 /46321+ 4 89./+2.8 //00/-8 :/.6 :/+ 4 89./+86/732+2-//59+ 78 /! 0+-836! ω ' --------------------- ----------- ω 6/7 γ ' /6/ ω ' 78 /09 ;.8 308 /6/732+2-/4/+ +8 + 08 / + 9 + 4 89./ 2.4 Probe-to-sample interaction forces 4+68-9 +6786/218 308 / +6 32-37- +836 3./ Г 78 / 4377, 8 83-+ -9 +8/036-/72/-/77+6 83. 7896,8 /37- +836 27-+22 21463,/ -637-34 279- -+ -9 +8 327Г8 / 28/6+-8 32036-/7+6/979+ 7 9 +8/., +.. 21+7 + / 86+.+ 4/636746 21838 / +6 32-37- +836 196/ 7 3;7+892 21036 ; 8,38 8 4/730 28/6+-8 32 7 + / 86+746 21 7+ 3./ 036-327/6:+8 :/463,/ 83 7+ 4 / 28/6+-8 32+2.+7 + / 86+.+ 4/6 γ 7+ 3./ 036. 77 4+8 :/463,/ 83 7+ 4 / 28/6+-8 32$ /-3, 2+8 3230 8 /7/8;3 28/6+-8 328 4/7-+2,/+ 3./ 0368 /+-89+ 463,/ 83 7+ 4 / 28/6+-8 32$ //00/-87308 /8;3 28/6+-8 328 4/7 ;,/ 2:/78 1+8/.7/4+6+8/ 196/ $92 21 036 ; 8-327/6:+8 :/ +2.. 77 4+8 :/463,/ 83 7+ 4 / 28/6+-8 32 38 8 /+ 4 89./+2.8 /4 +7/6/74327/74/-869 036 :+6 397:+ 9/730 +2. γ +:/,//27 9 +8/. 196/ 7 3;78 //00/-830+2/ 86+.+ 4 218/6 +2.30+2/ 86+746 21-3278+28 28 / /59+8 3230 38 32 29

2 Tuning forks as force sensors 2.4.1 Dissipative probe-to-sample interaction ' 8 8 // 86+.+ 4 21 γ 2 196/ Г6/46/7/28 218 /-+7/30. 77 4+8 :/463,/ 83 7+ 4 / 28/6+-8 32Г8 /838+.+ 4 21 28 /7 78/ - +21/783γ γ$ / 378 238 -/+, //00/-8328 /6/732+2-/-96:/ 7+.634308 /! 0+-836Г36+.634308 / + 4 89./+86/732+2-/ 738 /6/732+2-/06/59/2-7 08783+ 3;/606/59/2- Г 3;/:/68 7/00/-8 72/1 /-8+, /03637- +8367; 8!» +2. γ «γ $ /4 +7/30 37- +836; 8 6/74/-8838 /.6 :/6/ + 27+8 K36 π36. 77 4+8 :/ 28/6+-8 32Г8 / + 4 89./30+ +6 32-37- +836 78 /4634/64+6+ /8/60366/46/7/28 218 /463,/ 83 7+ 4 / 28/6+-8 32 $ / 28/6+-8 32036-/ 28 7-+7/-+2,/ -+ -9 +8/., -+ -9 +8 218 /036-/328 / / 86+.+ 4 21/ / /28. 7 = γ ω( ) 196/ "/732+2-/-96:/70368 / + 4 89./ + +2.4 +7/; 8 6/74/-8838 /.6 :/, 30+892 21036 +6 32-37- +836 3./ Г236 + /.0368 /6/732+2-/ 06/59/2- $ /8-2/76/46/7/288 / 36 1 2+ 37- +836Г8 /8 2 2/77 3;8 / /00/-830+7 + +../.746 21 +2.8 / /00/-830+7 + +../..+ 4/6 γ ' /6/ γ 78 /7 +.+ 4/6 6/46/7/28 21463,/ 83 7+ 4 / 28/6+-8 32. 7 78 /. 77 4+8 :/036-/+-8 21328 7.+ 4/6+2. ω 78 /:/ 3-8 308 / 37- +83636 + Г+2+ 4 89./.+ 4 21 7-37/2+7+7/843 28036 463,/ 83 7+ 4 / 28/6+-8 3263 /59+8 32 Г 8 7- /+68 +88 /036-/ 7 K398304 +7/; 8 8 /. 74 +-/ /2830 8 / +6 32-37- +8362 8 / + 4 89./308 / 28/6+-8 32036-/ 730 28/6/78Г73063 23;Г32 8 /+,73 98/ :+ 9/308 / 28/6+-8 32036-/;,/ -+ -9 +8/.$ /.+ 4 21-3278+28 γ 7 92 23;2Г,9803 3;7 4-8 063 8 /. 00/6/2-/ 2+ 4 89./+86/732+2-/ -------------- = -------------- γ γ γ #3 : 21036 γ+2.-3, 2 21; 8 /59+8 32 Г8 /+ 4 89./308 / 28/6+-8 32036-/,/-3 /7. 7 = γω = ----- -----! 30

Probe-to-sample interaction forces $ / +88/6/ 46/77 32 7 36/97/09 Г7 2-/8 /746 21-3278+28-+2,/-+ -9 +8/.Г8 /! 0+-836+2.46321+ 4 89./-+2,/3,7/6:/.. 6/-8 +2.8 /6/ +8 :/- +21/ 2 + 4 89./ 7236 + 97/.+77/843 28036463,/ 83 7+ 4 / 28/6+-8 32$ 7 2 +16// /28; 8 6/79 8749, 7 /.036892 21036 7+2.-32:/28 32+ +83-036-/ -637-34 Г 2.4.2 Conservative probe-to-sample interaction ' 8 8 // 86+746 21 2 196/ Г6/46/7/28 218 /-+7/30-327/6:+8 :/463,/ 83 7+ 4 / 28/6+-8 32Г8 /838+ 78 002/77308 /7 78/ - +21/783 $ /6/+6/8;3 /00/-87328 /6/732+2-/-96:/Г8 /! 0+-836; 6 7/+2. 378238 -/+, 8 / 6/732+2-/06/59/2- ; 7 0883+ 1 /606/59/2-7892 21036 7+6/236 +.6 :/2+8+-3278+2806/59/2- Г8 /4 +7/; 8 6/74/-8838 /.6 :/; Г,/ 21+8+ + 9 7 34/Г +:/8 /786321/786/74327/83+- +21/ 26/732+2-/06/59/2- +2. 78 /4634/67 12+ +7+ /+796/036-327/6:+8 :/463,/ 83 7+ 4 / 28/6+-8 32 2+ 3139783. 77 4+8 :/463,/ 83 7+ 4 / 28/6+-8 32Г-327/6:+8 :/ 28/6+-8 32;,/ 6/46/7/28/., +7 + 746 216/79 8 21 2+- 37/24 +7/7 082-/8 /746 21-3278+28308 / 28/6+-8 32 7 23;2Г8 /+ 4 89./308 /036-/328 7746 21-+2,/ -+ -9 +8/.; 8-327 =.. 21+7 + 746 21 Г; 8 «838 / +6 32-37- +836Г6/79 87 26/732+2-/ 06/59/2-30 ω 6/7 + ω = + --------------- ω ω 6/7 -------- 36+ +6 32-37- +836Г8 /./6 :+8 :/308 /4 +7/; 8 6/74/-8838 /06/59/2- /59+ 7 ϕ ------ ω ω = ω 6/7 = ---- +!!! -------------------- ------- γ ω --------- + ω! γ ' /6/ϕ 78 /4 +7/ 26+. +27+2.+779 218 +8!» +2. $ / +88/6 ---- «ω +4463 +8 32-+2,/:/6 0 /. 289 8 :/ $ /4 +7/7 087+ 378063 83 π 2+ 06/59/2-,+2.30!ω367 + - +21/7 24 +7/Г/59+8 32 -+2,/;6 88/2+7 ω ω = -------- ϕ 6/7! 31

2 Tuning forks as force sensors 3, 2 21/59+8 32 Г +2. 1 :/7-327 = ----- ϕ! 7 /28 32/. 2D Г8 /46321+ 4 89./ +2.8 /! 0+-836-+2 246 2-4 /,/ 3,7/6:/.. 6/-8 $ /746 21-3278+28 -+2,/-+ -9 +8/.+2.8 /4 +7/7 08 ϕ 78 / 7/843 28036463,/ 83 7+ 4 / 28/6+-8 32 2.5 Interaction forces with tuning-fork-based AFM 3;8 +8 28/6+-8 32036-/7-+2,/-+ -9 +8/.Г8 /4/6036 +2-/30892 21036 7;,/ -3 4+6/.; 8 232-328+-8+83-036-/ -637-34 2-28 // 4/6 /28 4/6036 /.83-3 4+6/8 /8;38/- 2 59/7Г8 /-+28 /:/6,+7/. 734/6+8/.; 8 + 78+2.+6.# -+28 /:/6463,/6/0 /-8 218 / 1 8063 + +7/6. 3./$ /6/0 /-8/. 1 8 7./8/-8/., +437 8 327/27 8 :/4 383. 3./$ /7 12+ 063 8 /4 383. 3./ 7 + 4 0 /., +86+27 4/.+2-/+ 4 0 /6+2.8 /2./ 3.9 +8/.+2.0968 /6463-/77/., 8 // /-8632-7308 / 27869 /28 $ /+ 4 89./308 /-+28 /:/6./0 /-8 32;+7 97/.0368 4 7+ 4 /. 78+2-/-32863 368 /-3 4+6 732Г8 /892 21036 797/. 2+ 236 + 036-/-320 196+8 322 -+28 /:/6 7 3928/.328 /892 21036 279- + ;+ 8 +8 8 737- +8/.236 + 838 /7+ 4 /7960+-/78 /892 21036 7+2+44/+ 21 232348 -+ 036-/7/2736Г7/:/6+ 892 21 036,+7/.+83-036-/ -637-34/7 +:/,//2./:/ 34/. 2.5.1 Instrumental aspects 196/ $92 21 036 ; 8 # -+28 /:/6 +88+- /.83 8 368 /892 21 036,+7/.7/894Г8 /7+ /8 4/30# -+28 /:/6 71 9/.3283430+892 21036 Г+77 3;2 2 196/ $ / 06// /218 308 /-+28 /:/6 7 +./7 368/2391 83 + / 8 6 1.+88 /6/732+2-/06/59/2-308 /892 21036 86+27 4/.+2-/+ 4 0 /6+ 4 0 /.8 /4 / 3 / /-86-7 12+ 063 8 /892 21036 +2.+ 3-2+ 4 0 /6/ 86+-8/.8 /+ 4 89./ 364 +7/"9 8/6/8+ Г +:/0392.8 +8.96 21+4463+- 83;+6.78 /7+ 4 /; 8 +892 21 036,+7/.7 78/ Г 378 + 7 08 26/732+2-/06/59/2-3--967Г-366/7432. 2183+2 2-6/+7/ 2746 21-3278+28 :/28 /06/59/2-7 08+2.8 /6/ +8 :/ 1! 0+-836308 /892 21036 Г8 /- 3 -/ 0368 7/ 4/6 /28 78397/8 /4 +7/7 12+ 0368 /892 21 036,+7/.7/894 -/480368 /463,/7+2.8 /./8/-8 32/ /-8632-7Г8 /7+ / 27869 /28 ;+797/.036 8 /-3 4+6 732#/:/6+ 4+6+ /8/67+2.34/6+8 21-32. 8 3270368 /8;3. 00/6/28 8/- 2 59/7+6/1 :/2 2$+, / 32

Interaction forces with tuning-fork-based AFM $+, / #/ /-8/.4+6+ /8/6732-+28 /:/6+2.892 21036,+7/. 7/27364+6+ /8/67 34/6+8 21-32. 8 327 -+28 /:/6 892 21036 -+28 /:/6 892 21036 6/7 2 2! 2 ω 6/7 ϕ K 28/6+-8 32 4 4 2.5.2 Si(111) sample 7+8/783, /-8+# 7+ 4 /;+797/.Г463:./., 8 /+8 32+ 278 898/30 #8+2.+6.7+2.$/- 23 31 #$ 8 746/4+6/. 2+;+ 8 +878+, / 32+83-78/47 ; 8 +78/4 / 1 8302 +6/46/7/28 2+, /28-32. 8 327 2+ 68 /6/;,/ +23./ + /6Г,988 7 + /6 +7+-3278+288-2/77+2..3/7238+00/-88 /78/4 / 1 87 28 /7+ 4 / 2.5.3 Results and discussion 196/ 7 3;78 / 834316+4 /+796/.; 8 892 21 036,+7/. +2. 196/ 7 3;78 / 834316+4 308 /7+ /7+ 4 /Г 3;/:/6 /+796/.; 8 -+28 /:/6,+7/. 3 +1/463-/77 21 7.32/Г / -/4803679,86+-8 21+ 4+6+,3 ++8/+- 7-+2 2/ 7/-32.36./6 2/ /:/ 21 83-3 4/27+8/0367+ 4 /8 8Г +219 +67-+22/6 3:/ /28+2..6 08.9/838/ 4/6+896/ 0 9-89+8 327.96 217-+22 21 $ /3,7/6:/.78/4 / 1 8 7 2 036,38 8/- 2 59/7; 8 +2 " #23 7/3:/68 /+6/+30 2 0368 /-+28 /:/6,+7/. +2.2 0368 / 892 21 036,+7/. 196/ 323 +83-78/4732# /+796/. ; 8 +892 21036,+7/.7/8 94µ µ 7-+2+6/+Г 4 / 7Г 2/06/59/2- $ / /+796/. 78/4 / 1 8 72 ; 8 +" #23 7/3:/68 /+6/+30 2.39, /78/4 / 1 8 7 /+796/.+878/4-6377 217# + 4+68 - /7+6/- /+6 : 7, /7911/78 21 7 + 28/6+-8 32036-/7$ /-+ -9 +8/. 28/6+-8 32036-/ 74 33

2 Tuning forks as force sensors 28 /-3 4+6 732Г8;3. 00/6/287 12+ 7 +:/,//297/.0368 4 7+ 4 /. 78+2-/ -32863 $ /+ 4 89./308 /-+28 /:/60368 /-+28 /:/6,+7/. +2.8 /4 +7/30 8 /892 21036 28 /892 21 036,+7/. $3 + /8 /-3 4+6 73278 0+ 6Г8 / 34/6+8 32-32. 8 327+71 :/2 2$+, / Г;/6/- 37/2738 +88 /" #23 7/3:/68 / +6/+;+7+4463 +8/ 8 /7+ /036,38 /+796/ /287 2,38 +1/7Г8 / 32+83-78/47+6/- /+6 : 7, /$ /78/4 / 1 8 78; -/8 / 78/4 / 1 83032/7 21 /78/4+84 +-/7; /6/8;378/47-3 2-./Г+2 2. -+8 328 +8 8 /7/+6/ 2.//. 32+83-78/47 738 / /+796/. / 1 8308 /78/47 7 2 +16// /28; 8 8 // 4/-8/.:+ 9/302 036,38 8/- 2 59/7$ / 28/6+-8 32 036-/7-+ -9 +8/.; 8 8 / +6 32-37- +836 3./ 2. -+8/+ 3;/6 28/6+-8 32036-/ 3040368 /892 21 036,+7/.7/894-3 4+6/.838 / 28/6+-8 32036-/304 3,8+ 2/.; 8 8 /-+28 /:/6,+7/. $ /6/79 87; 8 8 /892 21 036,+7/. +6/- 37/838 /8 /6 + 8304+8633 8/ 4/6+896/ $ /-+28 /:/6,+7/. 778 0+6063 878 /6 + 830436+ 36/./8+ /.. 7-977 3230 8 /6 + 23 7/Г7// +48/6 36/7 + 4+68 - /7+6/: 7, / 28 / /+796/ /28; 8 8 /892 21 036,+7/. 4377, // 4 +2+8 32 78 +88 /-+28 /:/6,+7/. 7;/488 /.978+;+ $ 7;39.-320 6 8 +88 /036-/7+44 /.838 /7+ 4 /, 8 / 892 21 036,+7/.7/894+6/ 2.//. 3;/6 196/ 323 +83-78/4732# /+796/. ; 8 +-+28 /:/6,+7/.7/8 94µ µ 7-+2+6/+Г 4 / 7Г 2/06/59/2- $ / /+796/. 78/4 / 1 8 72 ; 8 +" #23 7/3:/68 /+6/+30 2 2 +0/;7 + 4+68 - /7+6/: 7, / -3 4+6/.83 196/Г7911/78 21 +61/6 28/6+-8 32 036-/7036-+28 /:/6,+7/. $ /-+ -9 +8/. 28/6+-8 32036-/ 74 $ / /+796/ /28730 32+83-78/4732+# 7+ 4 /./ 32786+8/8 / 7/27 8 : 8 308 /892 21036 +7+ / 1 8./8/-836 28 / / 4/6 /2874/6036 /.Г8 / 7/27 8 : 8 732/36./630 +12 89./,/88/68 +2 232-328+-8 -+28 /:/67 337 217 + /6+ 4 89./.+ 4 21+78 /0//.,+- 7/8 43 28; 3;/68 / 28/6+-8 32 036-/7308 /-+28 /:/6,+7/. 9 8 +8/.3;2838 / 8 /6 + 8 /:/ +2./8+ +:/7 3;28 +88 /8 /6 + 8-+2 2.//.,/8 /9 8 +8/ 8036 2-6/+7 218 /! 0+-836308 /892 21036 -+2 3;/68 / 28/6+-8 32036-/7+2. 8 /8 /6 + 8036036-/./8/-8 32308 /892 21 036,+7/. ' 8 59+68 892 21 34

Conclusions 036 7Г! 0+-8367 28 /36./630 -+2,/3,8+ 2/.Г; - ;39.6/79 8 2+ 8 /6 + 8/. 28/6+-8 32036-/30 4 28 /46/7/287/8948 +897/7+-3278+28.6 : 2106/59/2- Г+ 1 /6! 0+-836; 46/:/280+787-+22 21Г,98 4 / /28 21+ 7/ 0 37- +8 21-6-9 8+2.97 218 /6/732+2-/06/59/2- +78 /8 4 7+ 4 /. 78+2-/ 7 12+ Г; - 6-9 :/288 7463, / 2.6 Conclusions $92 21036 7+6/7/27 8 :/+2.6/ +, /036-/./8/-8367 2#-+22 21 63,/ -637-34 # 2 8// / /28+2+ 7 7 +77 3;28 +8+ +6 32-37- +836 3./ 3032 32/ 46321 78337 4 78 -' 8 + 3./ 3032 +7 21 /4632130+892 21036 Г8 / 20 9/2-/308 /0,/67 /328 /.6 ://00 - /2-308 /892 21036 -+2238,/ / 4 + 2/. 738 /46/7/2-/30 9 8 4 /6/732+2-/4/+ 28 /6/74327/74/-869 30+ 892 21036 -+2238,// 4 + 2/. 3;/:/6Г97 218 /4634/6.6 :/+ 4 89./Г8 / +6 32-37- +836+ 3;7/78 +8 32308 / 28/6+-8 32036-/,/8;//28 4+2.7+ 4 / %7 218 7 3./ 036-+28 /:/6,+7/.+2.892 21 036,+7/.83-36-/ -637-34 Г 8 74377, /83-3 4+6/8 /8;38/- 2 59/7' 8 892 21 036,+7/. Г 28/6+-8 32036-/730 4 +:/,//23,7/6:/.Г; - +6/- 37/838 /8 /6 +./8/-8 32 830892 21036 7 /-+97/892 21036 7.32382//.+2 348-7036 / 1 8./8/-8 32Г8 / +6/97/. 22/+6 0 /.348 -+ -637-34 3;/:/6Г8 / +- 30348-7+ 73 + /7463,/6/4 +-/ /28 +2./:/2 9 8 4 /7-+2 /+.73232/7+ 4 /4377, /$ / 1 7/27 8 : 8 +2.8 / +- 30348-7-+2 + /+892 21 036,+7/.7/8948 /46/0/66/.- 3 -/ 2 2.9786 + +44 -+8 327Г; /6/7 4 /34/6+8 32Г59-463,/6/4 +-/ /28+2.8 6391 498+6/ 4368+28 35

2 Tuning forks as force sensors 2.7 References /8 1Г $6+98 +2Г#- /2-/Г $+66+- Г 344Г / 7/ Г / 2/6Г /7 12+2.-327869-8 3230+:/67+8 / 7-+22 212/+6 0 /.348 -+ -637-34/0360 936/7-/2-/ +1 21307 21 / 3 /-9 /7Г "/: #- 27869 Г $ + +Г# 63879Г #89. 307 /+6036-/,/8;//21 +77-63463,/+2. -+7960+-/ 92./6-32863 /. 9. 8 Г 44 7 /88 Г,+66/Г " - +6.Г $- 2 3Г 1-3286+784 / 3/ /-86-0,/66/732+2-/./8/-8 32 0362/+6 0 /.348 -+ -637-34 Г "/:#- 27869 Г " 6922/6Г # 32Г$ #8 08/6Г +68 Г 3.9 +8/.7 /+6 036-/. 78+2-/-32863 22/+6 0 /.7-+22 21348 -+ -637-34 Г "/:#- 27869 Г 9 2Г &+22 /6Г + 2 /6Г 396 32Г #4+ /6Г +7 83 97/921 9/.8 4 6/4 +-/ /282/+6 0 /.348 -+ -637-34/; 8 4 / 3/ /-86-7 /+6036-/./8/-8 32Г "/: #- 27869 Г " 9627Г"' +64 - Г 6/-8 32+ 7 /+6036-/ -637-34 Г44 7 /88 Г # +21Г '+21Г '9Г + Г / Г # /+6036-/7-+22 212/+6 0 /.348 -+ -637-34/,+7/.32+4 / 3/ /-86 -, 364 -+28 /:/6Г "/:#- 27869 Г +66+ Г" 63,/6Г / 3/ /-86-8 4 7+ 4 /. 78+2-/-32863 0362/+60 /.348 -+ -637-34/7Г 44 7 /88 Г.;+6.7Г $+ 36Г' 92-+2Г / /.Г +78Г 1 6/73 98 32+83-036-/ -637-34 97 21+59+68 892 21036 +7+-89+836+2.7/2736Г 44 7 Г +66+ Г" 63,/6Г / 3 / /-86-892 21036 8 4 7+ 4 /. 78+2-/-32863 0362/+60 /. 348 -+ -637-34/7Г % 86+ -637-34 Г ' 8 +Г +: 7Г 4 +7/ 3- /.7 /+6 036-/ -637-34/036. 78+2-/6/19 +8 32 2 2/+6 0 /.348 -+ -637-34 Г 44 7 /88 Г $ "9 8/6Г &//6 +2Г :+2./6 '/60Г :+2 9 78Г 2+ -,/ +: 3630 892 21036 7 /+6 036-/0//.,+- Г 44 7 /88 Г $ "9 8/6Г :+2./6 '/60Г &//6 +2Г +6- + +6+ 3Г' "/27/2Г :+2 9 78Г $92 21036 7 /+6 036-/0//.,+- Г % 86+ -637-34 Г " 63,/6Г - 3: -Г #- 9- Г /77 +2Г 2. / +22Г +66+ Г $ / +22Г # +297Г 92.+ /28+ 8783036-/./8/-8 3297 2159+68 892 21036 7Г "/:#- 27869 Г /2Г" '+6 +- Г$ $ 92.+8Г 732Г 9+21Г "/732+2-/6/74327/30 7-+22 21036-/ -637-34 -+28 /:/67Г "/:#- 27869 Г /2Г" '+6 +- Г 9+21Г$Г $ 92.+8Г +6 32-6/74327/302/+6-328+-8 7-+22 21036-/ -637-34 Г 44 7 Г 2-3;7 Г 387 +22Г 9-7Г /:/ +2.Г& 217Г 3;83 /+796/ /2/61. 77 4+8 32 2. 2+ - 3./+83-036-/ -637-34 Г 44 #960#- Г 36

References # "+78Г '+88 21/6Г% 7 2Г / /6Г 2+ -730.+ 4/.-+28 /:/67Г "/:#- 27869 Г /77, Г. 6/-8 /8 3.83-+ -9 +8/8 4 7+ 4 /036-/7063 06/59/2-7 087 2 06/59/2-3.9 +8 32+83-036-/ -637-34 Г 44 7 /88 Г % #-.8Г /61+2./6Г 21Г # /+6036-/ 28/6+-8 32 28 /: 7-397.+ 4 21 6/1 /789. /.+84036-/6/73 98 32Г 44 7 Г '# "+ / 1 Г$ /8 /36 307392.Г:3 Г 2. /. 3:/6Г/; 36 Г Г4 $ / 27869 /2897/.+7+,+7 70368 /7// 4/6 /287;+7+ 7-3:/6/6 +290+-896/., $ -637-34/7Г366/1+7:/29/Г#922 :+ /Г Г%# $ 96.0 /.Г% 7- /6Г 9-7Г"&3 Г - / 7Г / 2/2Г/- +2Г -3978 -+2.. 2+ -036-/ -637-34 ; 8 9 86+732-463,/7Г &+-#- $/- 23 Г /77, Г 1 74//.036-/7/2736036036-/ -637-34 +2.4630 3 /86 98 21+ 59+68 892 21036 Г 44 7 /88 Г $7+ Г 9Г $+44 21 3./892 21036 036-/7/27 210362/+6 0 /.7-+22 21348 -+ -637-34 Г 44 7 /88Г Г +,/6Г ++7Г "+ +: Г% 7- /6Г 2+ -036-/. 78+2-/-32863 79 8/.83 :+6 397463,/70367-+22 212/+6 0 /.348 -+ -637-34 Г "/:#- 27869 Г /77, Г 83-6/73 98 3232# 7, 232-328+-8+83-036-/ -637-34 ; 8 +036-/7/2736,+7/.32+59+68 892 21036 Г 44 7 /88 Г /77, Г# /,+- /6Г / /0/.8Г +22 +68Г #9,+83-0/+896/7328 /# -32 7 7960+-/3,7/6:/., +83-036-/ -637-34 Г #- /2-/ Г 88 - Г"' #8+6 Г /.+62 1Г' /- Г 32-328+-87-+22 21036-/ -637-34,+7/.32+ 3. 0 /.892 21036 7/2736Г "/:#- 27869 Г #$Г96/+96 :/Г+ 8 /67,961Г Г%# & $7+ Г # '+21Г ' + 7Г #- 2/ 6Г" 32Г 32036 + 3./732# 7960+-/7Г 44 7 /88 Г /:/ +2.Г$ #- 00/6Г +27 +Г 63, 2137- +836.6+8 32438/28 + 797 21 8 /6 + /- +2 -+ 23 7/ 2+2+83-036-/ -637-34/Г 7"/:Г 37

38 2 Tuning forks as force sensors

Liquid immersion of tuning forks $ 7 +48/646/7/287+789. 308 /. 2+ -,/ +: 3630892 21036 7+2.8 / 0/+7, 8 30892 21 036,+7/.7 /+6036-/ -637-34 2 59.8 2-6/+7 21 /67 32./48 7Г8 /6/732+2-/- +6+-8/6 78-730 892 21036 7+6/3,8+ 2/. 7 08 26/732+2-/06/59/2- +2.+4+68 + 6/-3:/6 308 /8 4:,6+8 32+ 4 89./ +:/,//23,7/6:/.9432 /67 32 2 59.$ /-327/6:+8 32308 /:,6+8 32 3./ 9432 /67 32 7-320 6 /.,,38. 6/-87863,37-34 -3,7/6:+8 32+2.,./8/-8 32 308 /8 4:,6+8 32+ 4 89./308 /892 21036 $ +2 7838 /4+68 + 6/-3:/6 308 /! 0+-8369432-3 4 /8/ /67 32 2 59.Г 8 74377, /833,8+ 2 1 6/73 98 32 +1/732+22/+ /.13.+2.83 +1/73087+ 4 /7 2 59.; 8 398+44+6/287+ 4 /.+ +1/ : 21-/ 778 437/ 36/786 21/28./ +2.7328 //2: 632 /2883,/ +1/.6/ +, 036 321/64/6 3.7308 /32:/28 32+ 1 8-637-34 7 3;78 +8 : 21-/ 7./8+- 063 8 /7+ 4 /7960+-/,/036/8 / -+2,/ +1/.+7/.328 / 6/79 87 28 7 +48/6Г 8-+2,// 4/-8/.8 +8 +1 21 : 21-/ 77 39.,/4377, / ; 8 8 /./7-6,/. /8 3.7 $ 7 +48/6 74+68,+7/.32 ' "/27/2Г :+2 9 78Г# /6Г +1 21 73087+ 4 /7 2 59.; 8 892 21036,+7/.7 /+6036-/ -637-34 Г 44 7 /88 Г 39

3 Liquid immersion of tuning forks 3.1 Introduction $ /+44 -+8 3230/+6 0 /.#-+22 2148 -+ -637-34 # 2, 3 31 6/59 6/78 / /67 32308 /7+ 4 /+2.8 978 /463,/ 2+59/39773 98 3248 -+ 7 /+6036-/+2.236 + 036-/./8/-8 327- / /7 +:/+ 6/+. 7 3;2438/28 + 036 +1 21 2 59.7 232348 -+ /8 3.Г,+7/.32,9 4 / 3/ / /287Г +7+ 73,//2./ 32786+8/. Г /8 3.83-32863 8 /463,/ 83 7+ 4 /. 78+2-/,+7/.32 32-32.9-8+2-/ +7,//26/4368/.Г Г ; /6/8 /6/73 98 32 778 8/..9/838 / +61/ +4/6896/7 /7+2.8 / +61/463,/ 83 7+ 4 /. 78+2-/$92 21 036,+7/.7 /+6036-/./8/-8 32 746/0/6+, /Г+7892 21036 7+6/7 + Г7/27 8 :/Г6/ +, /+2.- /+4036-/./8/-8367+7. 7-977/. 2 +48/6 %28 23;Г8 / 91/.+ 4 21308 /892 21036 3:/ /28Г3--966 219432 /67 32 2 59.+2.+ +- 3092./678+2. 21308 / 2:3 :/.:,6+8 32+ 3./7 +:/46/:/28/.8 /97/30892 21 036,+7/.7 /+6036-/./8/-8 32 2 59.7 246 2-4 /Г 59. /67 32308 /892 21036 -+2,/+:3./., /67 2132 8 / 0,/68 4 Г #9- + /8 3. 3;/:/66/59 6/773 / /+2730-32863 218 /8 4 /67 32./48 283+ 59. + /6; 8-63 /8/678+, 8 08 / /67 32./48 308 /0,/6:+6 /7Г8 /8 4 7+ 4 / 28/6+-8 32-+2238,/. 78 219 7 /.063 28/6+-8 32,/8;//20,/6+2. 59. 8 391-32863 218 / 59. /:/ 70/+7, /Г8 7 /8 3. 2863.9-/7-3 4 -+8 327-32-/286+8 3216+. /28 + / /61/ ;+8/6/:+436+8/7+8 8 / 59.7960+-/+2. 76/4 +-/., ;+8/6063 +6/7/6:3 6368 2 + /6730;+8/6Г. 0097 32 7 8/.+2.+7 12 0 -+28-32-/286+8 3216+. /28+6 7/7$ 7-3 4 -+8/78 / 34/6+8 32308 / -637-34/+2.8 // - +21/300 9.7Г + 218 / /67 32308 / ; 3 /892 21036 46/0/6+, /2/ 86+- + /21/6+ 7/., -3 4 /8/ /67 32308 / 892 21036 7+2/:/289+ 7 368-6-9 8308 /892 21036 / /-863./7, +7+ 2/73 98 32 28 7 +48/6Г0 6788 /. 2+ -,/ +: 36308 /892 21036 2;+8/6 7789. /. #/-32.Г8 /-327/59/2-/70368 /892 21036 / /-863./79432 /67 32 2 4 7 3 31 -+,900/673 98 32 # +6/. 7-977/. 3.2 Tuning fork immersion 9 /67 32308 /892 21036 1 8,/46/0/6+, /0367 /+6036-/ -637-34 2 59. 3;/:/6Г /67 326/2./67892 21036 797/ /770367 /+6036-/./8/-8 32Г 0 8 /: 7-397.+ 4 2130 /67/.892 21036 7 7833 +61/ 40

Tuning fork immersion $31+ 2 27 1 8 2838 //00/-830.+ 4 21Г8 /. 2+ -6/74327/30 892 21036 7 +8 2-6/+7 21 /67 32./48 7 2;+8/6 7 / + 2/. 196/ 7 3;7+892 21 036,/036/+2.+08/6 /67 32809 /67 32Г8 /463217+2.+ +61/4+68 308 /892 21036 7 /67/.$ /4+68 308 /,+7/308 /892 21036 6/ + 2 21 +,3:/8 /0 9. /:/.3/7238 7 12 0 -+28-3286,98/838 / 38 3230 8 /892 21036 $ /892 21036 7 /- +2 -+ / - 8/., +2/ 8/62+. 8 /64 / 3; 8 + -3278+28.6 : 21+ 4 89./ 28 /36./6 ;+8/6 /:/ + ;+8/6 /:/, 196/ $92 21036 463217,/036/ + +2. +08/6, /67 32 2;+8/6$ /;+8/6 /:/,/036/ /67 32 + -+2,//78 +8/.063 8 / 6/0 /-8 32308 /8 4 28 /;+8/6 30 4 $ /.6 : 2106/59/2-77;/48063 83 86+27 4/.+2-/ + 4 0 /6+ 4 0 /78 /4 / 3/ /-86-892 21036 7 12+ +2.8 /+ 4 89./308 /7 12+ 76/-36./.036/+-.6 : 2106/59/2-196/ 6/59/2-7;//47308 /4 / 3 / /-86-892 21036 + 4 89./ 7 12+ 036 2-6/+7 21 /67 32./48 7$ /-96:/9406328 7 2+ 6 8 /-96:/ +88 /,+- 7./ 7036 + 9 /67 32$ / 27/687 3;78 /:,6+8 32 3./ 196/ 7 3;78 /. 2+ -6/74327/3032/892 21036 036 2-6/+7 21 /67 32./48 7$ /-96:/9406328 73,8+ 2/.; 8 8 /892 21036 2+ 6Г+77 3;2 2 196/ + Г; /8 /-96:/+88 /,+- 73,8+ 2/.; 8 8 /463217-3 4 /8/ /67/. 2;+8/6Г+77 3;2 2 196/, $ /6/732+2-/06/59/2-2+ 6 7-37/ 41

3 Liquid immersion of tuning forks 83 ; 8 + 1! 0+-83630+,398$ /2/ 80396-96:/7-366/7432.83+2 2-6/+7 21 /67 323032 8 /0,/68 4Г; - 6/79 87 2+7 1 87 08 26/732+2-/ 06/59/2- +2.+.63430! 0+-83677332+78 /463217839-8 /;+8/67960+-/Г+ /2 7-97,9.794Г6/79 8 21 2+79../2./-6/+7/ 206/59/2- +2.! 0+-8360368 / 7 8 6/732+2-/-96:/$ /06/59/2-7 08+2.8 /.634 2! 0+-836-328 29/0360968 /6 /67 32308 /892 21036 ' 8 8 /463217 36/8 +2 + 0;+ /67/.Г8 /./-6/+7/ 26/732+2-/06/59/2- -328 29/7Г 3;/:/68 /! 0+-83678+687836/-3:/6 +1+ 283+:+ 9/+6392.08/6-3 4 /8/ /67 32308 /463217Г8 /6/732+2-/ 06/59/2-78+, /7+8 +2.+! 0+-83630+2.8 /0 9. /:/ 7238-6 8 -+ +2 36/$ /6/-3:/6 308 /! 0+-836+2.8 /7 08 26/732+2-/06/59/2-9432 -3 4 /8/ /67 326+ 7/78 /59/78 32; /8 /68 /892 21036 2;+8/6 7 3: 21 2 8 /7+ /:,6+8 32 3./+7 2+ 6 7. 7-977/. 2 +48/6 Г892 21036 7/, 8 +2 :,6+8 32+ 3./7$ /6/79 8 21 892 21036 7 12+ 7+092-8 32308 /.6 :/092-8 32+2.06/59/2- Г8 /:,6+8 32+ 3./7+2.8 // /-863./ + 398328 /892 21036 $ /6/-3:/6/.4/+ 8 +8 +7+ 7 08/.6/732+2-/06/59/2- Г-39.,// 4 + 2/., +. 00/6/28:,6+8 32+ 3./ +: 21+ +61/63:/6 +4,/8;//2.6 :/Г 3./+2./ /-863./7 2;+8/6-3 4+6/.838 / 236 + :,6+8 32+ 3./3,7/6:/. 2+ 6 3.3 Tuning fork motion in liquid 8 7 4368+2883 23;8 /74/- 0 -:,6+8 32+ 3./308 /892 21036 Г,/-+97/238/:/6 3./ ;,//59+ 79 8+, /0367 /+6036-/ -637-34 $ / 3././:/ 34/. 2 +48/6 732 +44 -+, /838 / 3./; /6/8 /892 21 036 463217 3:/ /7-773673638 /6 3./7Г /:/2 08 /7/ 3./7+6/79 8+, /0367 /+6036-/ -637-34 Г8 / 3./ 72//.783,/+.+48/.83 1 :/++--96+8//78 +8 3230036-/7 196/ #/89483 + /892 21036 38 32: 7, /29 86+,6 1 8 7 97/.+7+7863,/ 1 8Г0 +7 21+0/; 308 /.6 : 2106/59/2-3008 / 892 21036 8 1.6 :/+ 4 89./Г 8 /892 21036 38 32 7: 7, / 8 6391 8 / -637-34/ 3.3.1Direct observation $ / 378786+ 1 8036;+6.;+ 83 2:/78 1+8/8 / :,6+8 32+ 3./30+2 /67/.892 21036 7. 6/-83,7/6:+8 32$ /892 21036 7 3928/.32 +# /+. 8 +8 74 +-/.3283430+2 2:/68/. 348 -+ -637-34/833,7/6:/8 /92./67./30 8 /8;3463217$ /37- +8 3206/59/2-308 / 42

Tuning fork motion in liquid 892 21036 30< 7833 1 03 3;8 / 38 32, / / 1 8/ 88 21. 3./Г 0 +7 21+8+0/; 3008 /.6 : 2106/59/2- Г 797/.+7+7863,/ 1 883 9 2+8/8 / 892 21036 463217$ / 6 3:/ /2830 µ -+2/+7,/7//2 08 /892 21036 7.6 :/2+8+ 1 + 4 89./30 2 8. 00/6/28.6 : 2106/59/2- /7Г:+6 397 3./7+6/: 7, / 2+ 6Г +8 Г8 /8;3463217 3:/83;+6.7+2.+;+ 063 /+- 38 /6Г+7/ 4/-8/.$ / 38 32+08/6 /67 32308 /892 21036 78 /7+ /Г 3;/:/67 08/.83+6/732+2-/06/59/2-30 $ 7 /+.7838 /-32-97 328 +88 /892 21036 7 37- +8 21 28 /7+ / 3./Г,38 2+ 6+2. 2;+8/6+88 /7/ 8;306/59/2- /7$ /7 08 26/732+2-/06/59/2- -+2,/ / 4 + 2/., 8 /0+-88 +88 /6/ 7+;+8/6 + /6+6392.8 /892 21 036 4632178 +8 7 3: 21+ 321; 8 8 /892 21036 Г 2-6/+7 21 8 //00/-8 :/ +77308 /892 21036 463217 3.3.2 Observation of tip oscillation amplitude #/-32.Г8 /6/ +8 32,/8;//28 /8 4+ 4 89./Г3646321./0 /-8 32308 /892 21036 +2.8 /.6 : 21+ 4 89./30. 8 /6 4 / 3 7 2:/78 1+8/.7. 7-977/. 2D Г/:/6 :,6+8 32+ 196/ #/894 036./8/-8 21892 21 036 8 4+ 4 89./ 3./30892 21036 7 7+773- +8/.; 8 +74/- 0 -.6 ://00 - /2-00/6/28 3./7; +:/. 00/6/28.6 ://00 - /2- /7Г6/ +8/.83. 00/6/2-/7 23:/6 +4,/8;//2.6 :/Г 3./ +2./ /-863./7 0892 21036 7+6/ 3: 21 28 /7+ /:,6+8 32+ 3./ 2+ 6+2. ;+8/6Г8 /.6 ://00 - /2-6/ + 278 /7+ /$ /46321+ 4 89./036+-3278+28.6 : 21+ 4 89./Г7-+ /732 ; 8 8 / 2:/67/308 /: 7-397.+ 4 21Г368 /! 0+-836 # +6838 / /8 3../7-6,/. 2D Г+- /+:/. 0,/6Г 278/+.30+6/19 +6 8+4/6/.0,/6Г 7+88+- /.83 8 /892 21036 036./8/-8 32 308 /8 437- +8 32 + 4 89./Г6/79 8 21 2+! 0+-83630 6/. // +7/6 7-394 /. 2838 /0,/6 +2.8 /7-+22/6 /+. 7 4 +-/.32834308 / 2:/68/. 348 -+ -637-34/Г; 8 + 437 8 327/27 8 :/4 383./8/-836 3928/.8332/30 8739849843687' 8 8 7 196/ $ 437- +8 32+ 4 89./:7.6 : 21+ 4 89./ 036892 21036 +86/732+2-/ 2+ 6+2. 2;+8/6$ /! 0+-836 7 /+796/. 2./4/2./28 $ /.6 : 21+ 4 89./ 7 -+ -9 +8/.97 218 /4 / 3/ /-86 --3278+28308 /. 8 /6 4 / 3 2 & $ /8 4+ 4 89./7-+ /7; 8 8 /! 0+-836 43

3 Liquid immersion of tuning forks./8/-836г 3:/ /287308 /892 21036 46321063 /778 +2+2+23 /8/6837/:/6+ -6327-+2,/./8/-8/. $ /./8/-836;+7-+,6+8/.97 218 /7-+22/6 28 /# /+. 196/ 7 3;78 /6/79 870368 /892 21036 3:/ /28 2+ 6+2.;+8/6$ / 3:/ /28308 /892 21036 7 2/+63:/6+;./6+21/30+ 4 89./7367 +.6 : 21+ 4 89./7Г+23007/8308 /37- +8 32+ 4 89./ 7: 7, /Г6/79 8 21063 23 7/ 28 /+ 4 89././8/-8 32$ /16+4 7 3;78 +8 2;+8/6Г8 /+ 4 89./.6347; 8 8 /7+ /0+-836+78 /! 0+-836.3/7Г+7/ 4/-8/.036+892 21036 28 /7+ /:,6+8 32 3./$ 76/79 8+2.8 /. 6/-83,7/6:+8 32-320 6 8 +88 /892 21036 7 3: 21 2 8 /7+ / 3./Г+8+6392. 2+ 6+2.+8 2;+8/6 3.4 Shear force microscopy in liquid ' 8 8 /+-59 6/. 23; /.1/8 +8:,6+8 32+ 3./7 2;+8/6+6/7 +683 3./7 2 + 6Г; /6/8 /036 7-+2,/79--/7709 34/6+8/.Г892 21036 7-+2,// 4/-8/.83;36 6/ +, 2+ 59./2: 632 /28892 21036 8 +8 7-3 4 /8/ /67/. 2;+8/6 +7+8 4 -+! 0+-836+6392.+2. 7.6 :/279-8 +88 /8 4+ 4 89./ 7 28 / 36./6302 $ /4 +7/308 /4 / 3/ /-86-892 21036 7 12+ ; 8 6/74/-8838 /.6 :/ 797/.+7 /+796/0368 /8 4 7+ 4 /. 78+2-/ ' 8,38 463217308 /892 21 036 09 /67/. 2;+8/6Г8 /7 78/ 7 2./4/2./28308 /0 9. /:/ -3 4+6/.83 38 /67/89478 +8+6// 86/ / 7/27 8 :/838 / /67 32./48 308 /463,/ Г 3.4.1 Annealed gold $38/788 /+- /:+, /6/73 98 3232+ +6.7+ 4 /Г+2+22/+ /.13.7960+-/ 7 /+796/.; 8 +892 21 036,+7/.7 /+6036-/ -637-34/ 22/+ /.13./, 87.3 + 2730-6 78+ 2/13.$ /7960+-/308 /7/.3 + 27+6/+83 -+ 0 +8$ / 834316+4 3079- +27960+-/ 73,8+ 2/.; 8 +892 21 036,+7/.7 /+6036-/ -637-34/.63430;+8/6Г +61//2391 83 /67/8 /463217-3 4 /8/ Г 7./437 8/.328 / 7+ 4 / 196/ 7 3;78 /834316+4 30+22/+ /.13.Г3,8+ 2/.; 8 7 /+6036-/ -637-34 +8+ 2/06/59/2-30 $ /3,7/6:/.7960+-/6391 2/77308 /7/.3 + 27Г 0 +61/68 +28 // 4/-8/.+83-7-+ /Г 7-+97/., 23 7/ 28 /./8/-8 32 +2.:,6+8 32308 /7/894+2. 7+2 2. -+8360368 /4/6036 +2-/308 /7 /+6036-/ -637-34/ 44

Shear force microscopy in liquid 196/ $34316+4 30+22/+ /.13. 2;+8/6%20 8/6/.Г/ -/48036 79,86+-8 3230+786+ 1 8 2/+8/+- 7-+2 2/$ / 2/06/59/2- ;+7 8 /" #23 7/ 28 / +1/ 7 2 2 196/ Г. 00/6/2813..3 + 27+6/- /+6 : 7, /$ /" #:/68 -+ 23 7/ 28 7 +1/ 72 3:/68 /+6/+30+.3 + 2$ 7 78 /23 7/0 196/8 +8-+2,// 4/-8/. 0368 /97/.7-+22/6+2.0//.,+- 7/88 217$ /9 8 +8/4/6036 +2-/30892 21036 7 036 1 6/73 98 32 +1 21-39.,//:/2,/88/6$ 76/79 87 3;70368 /0 6788 / 8 +8; 8 +892 21 036,+7/.7/894 1 6/73 98 32 +1/7-+2,/3,8+ 2/. 2;+8/6 3.4.2 Cytospin sample $38/78; /8 /68 77/894+ 3;7 3; 28/6+-8 32036-/7+2.-+2 +2. /7308, 3 31 -+ 7+ 4 /7Г+- 8374 27+ 4 / 30,32/ +663;-/ 7 746/4+6/.$ /- 8374 2 46/4+6+8 32Г; /6/-/ 7+6/749232+-3:/61 +77+2.8 /2.6 /.Г +77/:/6+ +.:+28+1/7 / 7-+2,/ +1/. 2+ 6+2. 59. / 77 3;+- /+6834316+4 $ /7+ 4 / 778+, /+8:+6 3978/ 4/6+896/7 $ /7+ 4 / 746/7/6:/.036+ 3218 / $ /7/4634/68 /7 + /+- 8374 2+2./+ 8/787+ 4 /0367 /+6036-/ -637-34 2+ 6 +2. 59.$ /834316+4 3079- +- 8374 27+ 4 / 70 6783,8+ 2/.97 217 /+6036-/./8/-8 32; 8 8 /7+ 4 / 2+ 678 /-/ 7328 77+ 4 /+6/.6 /.Г8 / /,6+2/ 03 3;78 /73.6/ + 2 21-328/287308 /-/ 45

3 Liquid immersion of tuning forks +, - 196/ $34316+4 32-8374 2 7+ 4 /7 2+ 6 +1/77 3; 920 8/6/..+8+Г/ -/4803679,86+-8 3230 +786+ 1 8 2/+8/+- 7-+2 2/ 2/ 06/59/2-7 + Г, 2+ 6Г8 /+:/6+1/ / 1 8308 / 29- /97 7 2 8 /+:/6+1/ / 1 830 8 /361+2/ /7 72 +,3:/8 /1 +77-7 37 7 + 273 /-+7/7-+97/ / 86/ /.+ +1/83-/ 7$ /6/ + 2730 +-/ +6/7-+88/6/.3:/6+;./+6/++08/6 /67 32; 8 ;+8/6+2..6 21+1+ 2 378-/ 7 3;/:/6Г796: :/8 7 86/+8 /28 +61/+6/+7-+2308 /7+ 4 /+77 3;2 2 196/ + Г7 3;77/:/6+ -/ 7Г +: 21 :+6 397 364 3 31 /7 +61/06+-8 32308 /-/ 7Г +:/+4463 +8/ 8 /7+ / / 1 8 < 2 $ /-/ -328/287+6/: 7, /0368 716394 36/./8+ 73032/-/ 063 8 716394-+2,/7//2 2+ 33 2 196/, Г7 3;7+-/ Г; /6/8 / /,6+2/03 3;78 /834316+4 308 /-328/287308 /-/ $ /29- /97308 /-/ 7 - /+6 : 7, /Г+7+6/7/:/6+ 361+2/ /7$ /+:/6+1/ / 1 8308 /29- /97 72 +2.8 /+:/6+1/ / 1 8308 /361+2/ /7 72 +,3:/8 /1 +77 /67 218 / 7+ 4 / 2;+8/6 + -+97// 86/ /.+ +1/838 /-/ 7Г.9/8337 37 7 196/ - 7 3;7+2/ + 4 /30+-/ ; /6/8 /-/ -328/287+6/746/+.3:/6+ +61/+6/+ 378 -/ 7036892+8/ 7 3;/.+7 +6834316+4 +08/6 /67 21 2;+8/6+2..6 21Г 2. -+8 218 +88 /7/-/ 7+6/238.+ +1/., 37 37 7 6-8374 27+6/6911/.Г +6.7+ 4 /7Г; /6/8 / 28/6+-8 32036-/7 39.32,/ 3;/2391 8346/:/28.+ +1/838 /463,/; /7-+22 21$ / 28/6+-8 32036-/7+6/ /78 +8/.83,/ 28 /36./630 4 46

Shear force microscopy in liquid $38/787 /+6036-/ +1 2132+73087+ 4 / 2 59.Г8 /834316+4 308 /7+ / 7+ 4 /-+223;,/3,8+ 2/.+08/64 +- 21+ +61//2391.63430;+8/632838 /1 +77 7./83 /67/,38 463217-3 4 /8/ 2/;7-+2 7 +./328 /7+ /7+ 4 /Г 3;/:/632+. 00/6/28+6/+$ /3:/6: /;1 :/2 2 196/ + 2. -+8/78 +8+ +61/ 06+-8 32308 /-/ 78 +8+6/. 74 + /.Г7 3;7+7 +6+:/6+1/ / 1 8Г./74 8/. 00/6/28 +8/6+ 7 /7/-+97/+ +61/06+-8 3230-/ 77 3;+7 +6834316+4 Г8 / /+796/. -/ 7 2+ 6+2.;+8/6-+278,/-3 4+6/. //4 21 2 2.8 +87 +. 00/6/2-/7-+2,/-+97/., 236 +. 00/6/2-/7,/8;//2-/ 7 + -,. 196/ $34316+4 32-8374 27+ 4 /7 2;+8/6 +1/77 3;920 8/6/..+8+Г/ -/48 03679,86+-8 3230+786+ 1 8 2/+8/+- 7-+2 2/ 2/06/59/2-7 +, 7-+27 3; 217/:/6+ -/ 7,, 33 23232/-/ 2;+8/6Г8 /+:/6+1/ / 1 8308 /-/ 7 2 +,3:/8 /1 +77 -Г. 0968 /6 33 2328 /-/ +2.8 //.1/308 /-/ Г 2. -+8 218 +8 1 6/73 98 32-+2 78,/3,8+ 2/. 2 59. $ / +61/+6/+7-+2 2 196/ + 7 3;78 /834316+4 30+29,/630-/ 7 /67/. 2;+8/67,/036/ /67 218 /-/ 7 2;+8/6Г+ +61/06+-8 32308 /-/ 7 7 3;7+7 +6 / 1 8$ /7/-/ 77 3;/.8 /-/ -328/287,/036/ /67 32 2 47

3 Liquid immersion of tuning forks ;+8/6 196/, +2. - 7 3;+ 33 232+7 21 /-/ ' /2 /67/. 2 59.Г 2 378-/ 7Г8 /361+2/ /7-+2238,/7//2+7- /+6 +7 2 196/, 33 21 2 0968 /6Г 2 196/. Г7 3;78 +8./8+ 7328 /7./308 /-/ +6/78 : 7, /$ / 28/6+-8 32036-/7+6//78 +8/.83,/ 28 /36./630 2 $ /+:/6+1/ / 1 830+2 /67/.-/ 7 2 +,3:/8 /1 +77$ 7 7 36/ 8 +27 +6-/ 7,/036/ /67 21 2;+8/6$ 7-+2,// 4 + 2/., +,73648 3230 ;+8/6 28 /-/ Г; - ; + /8 /7+ 4 /7308-3 4+6/.83+.6-8374 2+2. ; - ; 6+ 7/8 /-/ /,6+2/463:./.8 +88 /+,73648 32 7238786321/2391 83,6/+ 8 / /,6+2/68 7-+2,// 4 + 2/., +.+ +1/.-/ /,6+2/Г; /6/ ;+8/6-+20 3; 2+2.39806// 8 /6;+ Г7 /+6036-/ -637-34 74/6036 /.32+ 0 3+8 21-/ /,6+2/$ /834316+4 308 /-/ /,6+2/-+2,/6/4/+8/. +1/.; 8 398+44+6/28.+ +1/838 /-/ 08/6.6 21Г8 /834316+4,/-3 /7 7 +6+1+ 283 196/ + /+6 Г8 / 28/6+-8 32036-/7,/8;//28 4+2.7+ 4 / +6/7 + /2391 8346/:/28.+ +1/838 /-/ /,6+2/$ 7 7+2/2-396+1 2178/4 83;+6.7892 21 036,+7/.7 /+6036-/ -637-34 32 : 21-/ 7 3.5 Living cells #30+6Г32-8374 246/4+6/.7+ 4 /7 +:/,//2 /+796/. 2+.63430;+8/6 378, 3 31 -+ 6/ /:+287+ 4 /72//. /67 32 2+4 7 3 31 -+,900/673 98 32 # 2 79- +73 98 32Г8 /4 7-32863 /.+2. 327+6/46/7/2883 -+2+896+ 7 89+8 32 0368 /7+ 4 /30 2:/78 1+8 32$ / 327+ 73463:./37 38-46/7796/Г83,+ +2-/8 / 37 38-46/7796/8 +8-+2,/0392. 27./ 28+-8-/ 7 36 : 21-/ 7Г-/ /. 9 +2.7/69 7+../.838 / #Г83463:./2986 8 32838 / -/ $ /-/ 7+6/236 + + 73 /4892./6+ +8 374 /6/$ / /. 9 Г 7/69 +2. +6/2/-/77+6 83 //4-/ 7+ :/036/ 8/2./.4/6 3.7308 /96 21 8 /6/ +8 :/7 3688 /834/6036-637-34 32 : 21-/ 7Г 8 7/77/28 + 83 /67/ 8 / 2 #Г; /6/8 /8/ 4/6+896/308 /,900/6 7-32863 /.+8K3638 /6, 3 31 -+ 7 78/ 7Г38 /68/ 4/6+896/7-+2,/2/-/77+6 38 8 / #+2.8 / 8/ 4/6+896/6/59 6/ /287 437// 86+./ +2.7328 /7/894+2.8 /7+ 4 / 46/4+6+8 32 48

Living cells 3.5.1 Tuning fork coating ' /2+892 21036 7 /67/. 2 #Г8 // /-863./7 +6/7 368-6-9 8/., 8 /7+ 2/73 98 32Г/:/2+88 / / 86/ / 3;:3 8+1/730+0/; -63:3 878 +8 7328 / / /-863./7.96 2134/6+8 3230892 21036 73634/6+8 32 2 #Г 8 72/-/77+6 83-3+88 /892 21036 / /-863./7 /-863-3+8 21 7+ /8 3.; /6/8;3/ /-863./7+6/ /67/. 2+2/ 9 7 3230361+2-6/7 27 2./ 32 /. ;+8/6 ' /2+7900 - /28 1 :3 8+1/ 7+44 /. +-63778 // /-863./7Г;+8/6 7/ /-863 /.+88 / / /-863./7$ /7966392. 217308 /-+8 3./,/-3 / + + 2/+2.8 /7966392. 217308 /+23./,/-3 / +-. -8 1 4 Г8 // 9 7 3230361+2-6/7 27 7 9278+, /+2.8 /6/7 2746/- 4 8+8/328 /-+8 3./$ / 2/; 036 /.-3+8 21 279 +8/78 /-3:/6/.4+687308 / 196/ 44 -+8 3230+ -+8 3. -/ /-8634+ 2883 892 21036 7 / /-863./Г0+:36 218 /-3+8 21463-/773092-3+8/.+6/+7308 // /-863./$ /6/79 830 8 7 /8 3. 7+2/:/2+2.7 338-3+8 21 + /6Г/:/2 21+47+2.6/-/77/.+6/+7$ 7 74+68-9 +6 97/09 ; /2-3+8 21892 21036 7Г; /6/8 /1+4,/8;//28 /463217 7 32 $ /8-2/77308 /-3+8 21 7-32863 /., 8 /:3 8+1/+2.Г83+ /77/6/ 8/28Г8 /-3+8 218 /08/6-3+8 21Г8 // /-863./ 7-96/.036 298/7 2 +23:/2+8K $92 21036 7+6/-3+8/.97 21,38 / /-863./7328 /892 21036 +7+-+8 3./$ / +23./ 7 +./3078+ 2 /7778// +2. +7+2+6/+ 9- +61/68 +28 /-+8 3.//2796 21 8 +88 /,9. 94308 /-3+8 21 7238 8/., 8 /7 /308 /+23./$92 21036 7+6/ -3+8/.0367+8+:3 8+1/30&08/6-3+8 21+2.,/036/-96 21Г8 /036 7+6/1/28 6 27/.; 8./ 32 /.;+8/6Г836/ 3:/6/7.9+ -3+8 21 +8/6 + 8 +8 1 80 8 /1+4,/8;//28 /892 21036 46321708/6-96 21Г8 /6/7 78+2-/,/8;//28 /892 21036 / /-863./7Г; /28 /892 21036 7 /67/. 2+7+896+8/.7+ 2/73 98 32Г 7,/ 32. 8 / /+796 21-+4+, 8 30+ 9 8 /8/6+2. 978,/ 28 /36./6307/:/6+ 8/2730 Ω3+8/.892 21036 7 +:/,//28/78/.79--/7709 +7036-/7/273670367 /+6036-/ -637-34 32.6 7+ 4 /7' 8-3+8 21Г8 /34/6+8 3230892 21036 7 /67/. 2 7+ 2/73 98 327;,/4377, / 3.5.2 Liquid cell 7+ 4 /; 8 : 21-/ 72//.783,/46/0/6+, 2+- 37/. 59./2: 632 /2836 6/ /:+28, 3 31 -+ 789. /7Г8 /7+ 4 /2//.783,/ +2. /.+2.4 +-/. 28 / -637-34/6398 2/ -3 32;+ 8346/4+6/7+ 4 /7Г 783163;8 / 32+ 8 - -3:/61 +7796 218 /86+270/6Г8 /-/ 7+6/238 /67/.+2.;.6 398 $ /6/036/Г8 /86+270/6308 /7+ 4 /063 8 / /86. 7 838 / -637-34/2//.783,/ 0+78 49

3 Liquid immersion of tuning forks 69,,/6.,+7/ 196/ #/-8 32: /;308 /34/2 59.-/ -3:/61 +77 74 +-/. 28 /,+7/$ /69,,/66 217/+ 78 /-3:/61 +77 +2.8 /.Г8 +8 7 /. 24 +-/, 746 21 4 921/67 2387 3;2 28 / 196/ $ / 59.-/ +7348 -+ +--/77063 59.-/ 7./7 12/.; /6/8 / -3:/61 +77 74 +-/. 28 /,+7/308 / 59. -/ $ /-3:/61 +77 + :+6 27 /063 6392.1 +77/7; 8. + /8/683 759+6/1 +77/7; 8 7./7. 7 4 +-/.32834Г7/+ 218 /1 +77; 8 + 69,,/66 21$ /. 7 /. 24 +-/, 746 214 921/673;8 / 59.-/ -+2,/ 0 /.; 8 #Г36+-/ /. 9 928 8 / 0 9.7960+-/ 7328 /,/:/ /./.1/328 / 8347./308 /.Г; - 7+2 2. -+836036 8 /0 9. /:/ 7 321+78 /0 9. 7328 /,/:/ /./.1/Г8 /0 9. /:/ 779-8 +88 / 892 21036 7 /67/.0+6/2391 83 + / 8 /6/732+2-/-96:/308 /892 21036 6/ +8 :/ 2./4/2./28308 /0 9. /:/ Г+7. 7-977/. 2D 28 /38 /6 +2.Г8 / 0 9. /:/ 7238833 1 Г; /6/8 /92-3+8/.. 8 /64 / 3;39.,/7 368-6-9 8/. $ /+77/, -+2,/4 +-/.328 / 2:/68/. -637-34/$ / 3 / 28 /,+7/308 / 59.-/ + 3;7+--/77036-637-34/3, /-8 :/7$ /8347./308 / 59.-/ 7 34/2+ 3; 2186+27 77 32 9 2+8 32+2.+--/77036892 21036 7; 8 3928/. 0,/67036892 21 036,+7/.7 /+6036-/ -637-34 3.5.3 Sample preparation ' 8 8 / 59.-/ Г : 21-/ 7-+2,/789. /.97 217 /+6036-/ -637-34 "/79 87 32-8374 27/2-396+1/. /+796/ /28732 : 21-/ 7 246 2-4 /Г+;./6+21/30 -/ 7 7+:+ +, /036789. 368 // 4/6 /287 2/7/ + 78/6 921/ 7+6/97/.Г,/-+97/308 / 6, 3 31 -+ 28/6/78+2.463:/279 8+, 8 0367-+22 21463,/ 8/- 2 59/7 $ /7/-/ 2/7+6/236 + Г+. /6/28Г/4 8 / + -/ 7Г163; 21 2 323 + /67$ / +6/ -9 896/. 2-9 896/0 +7 7+2.036/ 4/6 /287321 +77/73679,-9 896 218 / /. 9 76/ 3:/.Г-/ 7+6/;+7 /.8; -/; 8 # 374 +8/900/6/.#+ 2/4 +2. 8 /2 2-9,+8/.036+4463 +8/ 298/7+8K; 8 86 47 2 $73 98 32 0/ $/- 23 31 /7 83+0 2+ -32-/286+8 3230 186 47 2+2. 1$4/6 8/6 6/7 /. 9 7+../.Г-/ 7+6/+74 6+8/.+2.. 74/27/. 22/;0 +7 736-3928/.+2. 498321 +77/7 50

Living cells 3.5.4 Shear force microscopy on a cluster of CHL cells 7+ 4 /; 8 : 21 -/ 7;+7 +1/.; 8 +892 21 036,+7/. 7 /+6036-/ -637-34/Г 97 21 32 +7 + + 392830 # 196/ 7 3;78 /834316+4 30+- 978/630+8 /+787 -/ 7 :/ -/ 7+6/+ 378-3 4 /8/ : 7, / ' /28 /892 21036 ;+778+, / 2 8 /73 98 32Г8 /- 978/6-39. 6/4/+8/.,/ +1/.78 / + 392830 #;+7 3;Г /:+436+8 32-+97/.8 /7+ 8-32-/286+8 323987./8 /-/ 783 6 7/9/8337 37 7Г8 /-/ 7 37/ ;+8/6Г-+97 218 / 837 6 2 +2. 0 2+ 83. /#/:/6+ 7-+27-39.,/ +./8303 3;8 7463-/77,: 397 Г8 /, 3 31 -+ 196/ $34316+4 30+- 978/630 -/ 7 #-+274//.;+7 2/77$ /-/ 7;/6/ /67/. 2+7 + + 392830 # 6/ /:+2-/308 7463-/77 7 3;Г 3;/:/68 /7 /+6036-/ +1 2130 28+-8-/ 7Г8 +8 +6/7 12 0 -+28 7308/68 +2-8374 27Г463:/78 /+, 8 30892 21036 783./8/-88 / 7960+-/308 /7/-/ 7 "/4/+8/.7-+27308 /- 978/6Г7 3; 8 +88 /-/ 7.3 37/8 / 6:3 9 / $ / +8/6+ 7 /30-/ 7 7-3278+28 + 218 / / 1 8+2 2. -+836036 8 /:3 9 /308 /-/ 7 196/ 7 3;78 /+:/6+1/ / 1 830-/ 7 2 8 /- 978/6:/67978 /8 /,/8;//2 8 / /+796/ /28+2.8 /7+ 4 / 46/4+6+8 32 87 39.,/238/.8 +8 8 /6/ 7+2 396,/8;//28 / 7+ 4 /46/4+6+8 32+2.8 /0 678 78+, / /+796/ /28 28 +88 /Г 378308 / 59. +7132/+2.8 / +,7/2-/30 378308 / 59. +./ 8 /7 /+6036-/./8/-8 3278+, / +1+ 2 3;/:/6Г8 /-/ 7+6/ 7 3;.6 2139836, 3 31 -+ 6/ /:+2-/Г8 /-/ 72//.83,/ 2+ -3278+28 59./2: 632 /28 196/ / 1 830-/ 7 2+- 978/6+7+ 092-8 32308 /,/8;//28 / /+796/ /28+2. 46/4+6+8 32308 /7+ 4 / 51

3 Liquid immersion of tuning forks 3.5.5 Shear force microscopy on living CHL cells -/ 7+6/7836/.+2.-9 896/.+8K36 +1 21Г8 /-/ 77 39.+ 73,/+88 7 8/ 4/6+896/Г 3;/:/6+846/7/28Г8 / 59.-/ +2.7+ 4 /-+2238,/ /+8/..96 21 +1 21$ / 59.-/ -+2,/ /+8/.94,/036/8 // 4/6 /28$ 7; 7 3;.3;2 8 /-33 21308 /7+ 4 /08/68 /-/ 7+6/4 +-/. 27./8 / 59.-/ +2.3283430 8 / 2:/68/. -637-34/Г8 /8/ 4/6+896/; 78.63483633 8/ 4/6+896/+2. /:/289+ ; -+97/8 /-/ 7836/86+-88 / 6-/ / 8/27 327+2.83./8+- 063 8 / 7960+-/+77 3;2 2 196/ $ /+:+ +, /8 /; 2.3;0367 /+6036-/ /+796/ /287 778 8/. 196/ 7 3;78 +8; 8 2 + 0+2 396Г8 /-/ 7+6/ 2+78+8/9279 8+, /0367 /+6036-/ /+796/ /287 +, -. 196/ +7/-3286+78-637-34/ +1/730 : 21-/ 7 28 / 59.-/ +1/ + 7 6/-36./.+88 Г +1/, +88 2Г +1/ - +88 2+2. +1/. +88 2 $ /6/86+-8 32308 /-/ / 8/27 327 7- /+6 : 7, /$ /6392.-/ 77 3; 88 /- +21/Г 3;/:/6Г8 /7/+6/-/ 78 +8+ 6/+. +:/+ 3;+88+- /28838 /-3:/61 +77 52

Conclusions : 21-/ 77 39.,/ /+796/.; 8 2 /778 +2 + 0+2 396Г; /297 218 /34/2 59.-/ %2036892+8/ Г.96 218 78 /Г8 /892 21 036,+7/.7 /+6036-/7 78/ 7 23878+, /Г.9/838/ 4/6+896/. 00/6/2-/7,/8;//28 /892 21036 +2.8 / 59.Г+2. 8 /.634 28/ 4/6+896/308 / 59.-/ 83633 8/ 4/6+896/' 8-328 29397 +. 978 /287838 /7/88 217308 /7 /+6036-/0//.,+- 334Г7 /+6036-/0//.,+- 7 78/ 7 39.,/+, /83 + 28+ 2+-3278+28463,/ 83 7+ 4 /. 78+2-/0367 3688 /./74 8/8 /- +21/ 28/ 4/6+896/ 196/ 7 3;78 /834316+4 30+ : 21 -/ Г 978+08/67+ 4 / 46/4+6+8 32$ / 36 328+ 2/7+6/ 3--+7 327; /6/8 /0//.,+- 334 78+68/.836/86+-88 /463,/+;+ 063 8 /7+ 4 /. 978 218 /0//.,+- 7/88 217-39.46/:/288 76/86+-8 32 + 0;+.96 218 /+-59 7 8 32308 / +1/Г8 /- +21/7 28/ 4/6+896/;/6/ 79-8 +88 /6/86+-8 32308 /463,/ -39.238,/46/:/28/.+2 36/ 196/ $34316+4 30 : 21-/ 2 # #-+22 2174//. 7 2/77 + 0;+.96 21 8 / +1 21463-/778 /6 +.6 08-+97/.8 / 7 /+6036-/7 78/ 836/86+-88 /463,/ 36 +1 21 : 21-/ 7Г8 / 6/59 6/ /287328 //2: 632 /28308 /-/ +6/79-8 +88 /-/ 78+ 7+ :/036+ 9-321/68 /Г+ 3; 218 /892 21 036,+7/.7 /+6036-/7 78/ 8378+, /,/036/ 3,8+ 2 218 / +1/ 3;/:/6Г8 /6/79 877 3;2 2 196/ + 73 2. -+8/8 +8 8 7 246 2-4 /4377, /833,8+ 28 /834316+4 30 : 21-/ 7Г97 21892 21 036,+7/. 7 /+6036-/ -637-34 Г; 8 8 /892 21036 09 /67/. 3.6 Conclusions 2-32- 97 32Г 892 21036 7 +:/463:/.8 / 6-+4+, 8 +78 47+ 4 /. 78+2-/./8/-8367 2+ 59./2: 632 /28 /67 32/ 4/6 /2877 3;/.8 +8+09 /67 3230,38 463217308 /892 21036 6/79 8/. 2+4+68 + 6/-3:/6 308 /! 0+-836$ /:,6+8 32+ 3./308 /892 21036 7-327/6:/.943209 /67 32 2 ;+8/6$ /! 0+-836 7./8/6 2/., 8 /.3 2+28: 7-397.+ 4 21 2;+8/6+2. +7+ 8 4 -+ :+ 9/+6392. 8 74377, /833,8+ 2834316+4 ; 8 133.6/73 98 32+2. 6/ +8 :/ 3; 28/6+-8 32036-/7; 8,38 463217308 /892 21036 /67/. 2;+8/6 "/463.9-, /834316+4 - +1/7 +:/,//23,8+ 2/.32+22/+ /.13.Г- 8374 27+2. +- 978/630-/ 7,8+ 2 218 /834316+4 30 : 21-/ 7 7 246 2-4 /4377, /; 8 892 21 036,+7/.7 /+6036-/./8/-8 32 3;/:/6Г0366/ +, /+2.463 321/. /+796/ /28732 : 21-/ 7+- 37/. 59.-/ ; 8 8/ 4/6+896/-32863 2//.783,/./:/ 34/.#9- +- 37/. 59.-/ 23832 + 3;7+-32863 /.8/ 4/6+896/Г,98+ 73 46/:/2878 //:+436+8 3230 59.7 53

3 Liquid immersion of tuning forks 3.7 References ' 3 Г' /2 Г +2 Г 48 -+ 78/8 37-34 +1/6/-36. 21; 8 6/73 98 32 Г 44 7 /88 Г +66+ Г" 63,/6Г / 3/ /-86-8 4 7+ 4 /. 78+2-/-32863 Г0362/+60 /.348 -+ -637-34/7Г 44 7 /88 Г +,/ /8Г 0/00/6Г #+ + Г +659 7 '/, /Г "/.9-8 32308 4 7+ 4 / 28/6+-8 32 036-/70367-+22 212/+6 0 /.348 -+ -637-34 2+ 59./2: 632 /28Г % 86+ -637-34 Г 3 /6Г# /6Г 1 6/73 98 32 +1 2197 212/+6 0 /.7-+22 21348 -+ -637-34 +2.7 /+6036-/0//.,+- 2;+8/6Г 44 7 /88 Г $+ / Г 33 7/ Г" 922Г 1 6/73 98 320 936/7-/2-/ +1 21; 8 -+28 /:/6/.2/+6 0 /.0,/6348-463,/7Г 44 7 /88 Г /68/7.360Г #- 2 300Г 3 6Г# 678/ 2Г #-+22 212/+6 0 /.348 -+ -637-34/./7 12/.03634/6+8 32 2 59.7Г #960+-/+2. 28/60+-/2+ 7 7Г " 6922/6Г /87- Г 3 6 - /6Г +68 Г 78+2-/-32863 22/+6 0 /.348 -+ -637-34 ; 8 4 / 3/ /-86 -+ 7 /+6 036-/./8/-8 3279 8+, /036 +1 21 2 59.7Г "/: #- 27869 Г / Г # +21Г $63 32Г #4+ /6Г 36 +2 Г 21,3978Г +20+ 8Г +2374/-8630 9363 /86 27./ : 21-/, 7-+22 212/+6 0 /.348 -+ -637-34 Г 44 7 /88 Г 36- /:Г "+:+ Г +,Г 36/ Г"'.;+6.7Г$ "+ /28Г /2/6 +2Г,6.7-+22 21 32-32.9-8+2-/+2.7-+22 212/+6 0 /.348 -+ -637-34 0368 /789. 30 : 21-/ 7Г 34 7 Г +22/ 59 78Г ;+ 383Г # +,3Г # +3Г /+6 0 /.348 -+ -637-34 ; 8 + :,6+8 21463,/ 2+59/39773 98 32Г 44 7 /88 Г +,/6Г ++7Г "+ +: Г% 7- /6Г 2+ -036-/. 78+2-/-32863 79 8/.83 :+6 397463,/70367-+22 212/+6 0 /.348 -+ -637-34 Г "/:#- 27869 Г //Г" #- + /6Г +,/6Г" #+ + Г 1 74+8 + 6/73 98 32 +1 21; 8 2/+6 0 /.7-+22 21348 -+ -637-34 2 59.7Г 2+ / Г 22/+ /.13.7+ 4 / 2. 463:./., 3:+Г 34 7 -+ 8/- 2 59/716394Г %2 :/67 8 30$;/28/Г27- /./ 8374 27+ 4 / 2. 463:./., 1.36Г/4830$9 36 923 31 Г%2 :/67 8 /. -+ /28/6Г /1/2 +- Г" - 3 7Г / /6Г /7/2 +6.Г 2/ /-8634+ 28 21 /8 3.036-3+8 21 #$ 8 47036/ /-863- / -+ /+796/ /287Г #9603+8$/- Г %7/.-3+8 21 +8/6 + $92 21036-3+8Г$ -637-34/7 ' "/27/2Г :+2 9 78Г$ "9 8/6Г '/78Г 83-78/47; 8 892 21 036,+7/.232-328+-8+83-036-/ -637-34 Г 44 7 /88 Г 3./ 29,/6 063 $ /6 3-637-34/7 4 36/6063 $ /6 3-637-34/7 $ "9 8/6Г :+2./6 '/60Г &//6 +2Г +6- + +6+ 3Г' "/27/2Г :+2 9 78Г $92 21036 7 /+6 036-/0//.,+- Г % 86+ -637-34 Г 54

Q-factor enhancement $ 7 +48/6./7-6,/7+2/ /-8632 -- 6-9 88 +8 797/.83+-8 :/ 20 9/2-/8 / /00/-8 :/! 0+-83630892 21036 797/.0367 /+6036-/./8/-8 32 236./683 463:/8 / 7/27 8 : 8 678Г8 /7- / /3079- +- 6-9 8 7 2863.9-/.$ / 4 / /28/.- 6-9 8 7 3./ /.+2.+2+ /. 28/6 7307 12+ 83 23 7/6+8 3+2.7/27 8 : 8 $ / 3./ +2. 7 9 +8 327+6/:+.036+2 036-/7/27368 +8-+2,/./7-6,/., + +6 32-37- +836$ 7 /+.783-32- 97 32732; /6/8 /+44 -+8 323079- +- 6-9 8-39.,/ 97/09 +2.; /6/238 55

4 Q-factor enhancement 4.1 Introduction $92 21036 7+6/7/27 8 :/036-/./8/-8367Г./74 8/8 / 6 1 746 21-3278+28 28 / 36./630,/-+97/8 / 6! 0+-836 7:/6 1 Г6+21 21063 7/:/6+ 92.6/.7 833:/632/8 397+2. 2+ 67./7-6,/. 2 +48/6 Г8 /7/27 8 : 8 30+892 21036 83/ 8/62+ 036-/7-+ /7; 8 8 /! 0+-83636+44 -+8 32 2, 3 31 Г 8 72/-/77+6 83 /67/8 /7+ 4 /+2.8 978 /892 21036 2+,900/673 98 32 /67 218 /7/ 892 21036 7 2 59.6/79 87 2+.6+ +8 -.634308 /! 0+-836Г+7./7-6,/. 2 +48/6 08/609 /67 32Г8 /! 0+-8364+68 + 6/-3:/67 83+:+ 9/30+6392. $ 7:+ 9/ 7./8/6 2/., 8 / 378 4368+280+-836 28 /.+ 4 21 8 / 59. ' 8 8 7:+ 9/Г 8 778 4377, /83./8/-88 /834316+4 3273 /7+ 4 /7 3;/:/6Г 03606+1 /7+ 4 /7 / : 21-/ 7Г8 /7/27 8 : 8 71/2/6+ 238 1 /2391 83 46/:/28.+ +1/838 4367+ 4 / 2 Г2-3;7 /8+ 2863.9-/.+7- / / 2 8 /0 /.3083-36-/ -637-34 Г83 2-6/+7/8 //00/-8 :/! 0+-836308 / -+28 /:/6 $ 77- / /;+759 - +.+48/., 38 /6163947 28 7 +48/6Г 8 77- / / 7+.+48/.036+44 -+8 3283892 21036,+7/.7 /+6 036-/./8/-8 32$3 92./678+2.8 / 4 -+8 3273079- +7- / /328 /092.+ /28+ 8730892 21 036,+7/.036-/./8/-8 32Г+29 /6 -+ 7 9 +8 32 7-+66 /.39883789. 8 //00/-8730,38 8 /6 + 23 7/+2.+ 4 0 /623 7/Г+7+../., 8 /- 6-9 8 4.2 Principle of Q-factor enhancement 4.2.1 Harmonic oscillator 196/ 7 3;7+.+ 4/. +6 32-37- +836$ 7 37- +836 7+ 6/+. 2863.9-/. 2 +48/6 8-327 787 308 6/// / /287Г+ +77 Г+746 21 +2.+.+ 4/6γ $ /437 8 32 8 308 /37- +836 3:/7+7+092-8 3230 8 /8Г; /28 /37- +836 7.6 :/28 6391 8 /746 21 ; 8 +. 74 +-/ /28. 8 $ //59+8 3230 38 320368 7.+ 4/. +6 32-37- +836 7 + γ + (.) = 196/ + 4/. +6 32-37- +836 $ 7.+ 4/. +6 32-37- +836 7+ 3./ 0368 / 892 21036 +7+036-/7/2736Г; /6/ 78 //00/-8 :/ +77308 /892 21036 ; 8 +88+- /.0,/6Г 78 / 746 21-3278+283032/308 /892 21036 463217+2.γ 78 /79 308 / 28/62+.+ 4 21 28 /892 21036 +2.8 /.+ 4 21063 8 /3987./ ;36.$ /892 21036 7/ - 8/.,. 74 +- 21 87,+7/; 8. 8 $ /6/79 8 21 56

Principle of Q-factor enhancement./0 /-8 32308 //2.3032/46321 7/59+ 83 8 $ /32 :+6 +, /7 28 //59+8 3230 38 32; 8 8 /./4/2./2-/+6/ +2..779 2132 +6 32-8 /./4/2./2-/Г / 8 < / ω8 Г8 /6+8 3,/8;//28 /+ 4 89./308 / +6 32-37- +836Г +2.8 /.6 : 21+ 4 89./.+7+092-8 32306+. + 06/59/2- ω-+2/+7,/0392.. -- = ---- ----------------------------------- ---- + ω---- γ ω 86/732+2-/Г8 /+ 4 89./ +7+ + 9 +2.8 /ω 8/6 -+2-/ 78 / 8/6 Г 463:./.8 +88 /.+ 4 21γ 7 3;$ /! 0+-836 723;./0 2/.+7 ω 6/7! -------------------- -- ω '. ω = ω6/7 = ----------- γ ' /6/! 78 /! 0+-836Гω 6/7 78 /6/732+2-/06/59/2- +2. ω ' 78 /09 ;.8 308 /6/732+2-/-96:/+8 + 08 / + 9 + 4 89./$ /+ 4 89./308 /37- +836./4/2.7 2:/67/ 328 /.+ 4 21368 / +6 32-37- +836./7-6,/. /6/; 8 +! 0+-836 9- +61/68 +2Г8 /! 0+-836 7/59+ 838 /6+8 3 2+ 4 89./308 /./0 /-8 32+2.8 /.6 :/ +21 218 /.+ 4 21;39.6/79 8 2+. 00/6/28+ 4 89./ 308 /37- +836+2.8 97 2+. 00/6/28! 0+-836 36 + Г 8 7. 00-9 883 3;/68 /.+ 4 21Г+7 8 7 8/., 8 //2: 632 /28308 / 892 21036 36892+8/ Г8 /6/ 7+2+ 8/62+8 :/Г/ /-8632 -Г /8 3.83-3 4/27+8/036 8 /.+ 4 21308 / +6 32-37- +836+7 -+ Г8 7 /8 3.-327 78730+.. 21+ 8/6 4634368 32+ 838 /8 /./6 :+8 :/30 Г /1 Г838 /.6 :/092-8 32; - - +21/78 //59+8 3230 38 3283 + ( γ 1) + (.) = 63 8 //59+8 3230 38 32+2/;/00/-8 :/.+ 4 21-3278+2803 3;7Г/59+ 83γ 1 $ //00/-8 :/! 0+-836Г036!» Г-+223;,/./0 2/. ω 6/7! /00 --------------------- -- = -------------. ω = ω6/7 γ 1 ω ' 2-6/+7 218 /-3278+28183+:+ 9/- 37/683γГ6/79 87 2+2 +61/6/00/-8 :/! 0+-836 +2.+2/1+8 :/16/79 87 2+ 3;/6/00/-8 :/! 0+-836 57

4 Q-factor enhancement 4.2.2 Q-enhancement circuit 196/ #- / +8-3:/6: /;30 8 /! /2 +2-/ /28-6-9 836!,3 36892 21036 7Г-3 4/27+8 320368 /.+ 4 21 -+2,/+- /:/.97 21+2/ /-8632 -! 0+-836 /2 +2-/ /28-6-9 8!,3 78 /892 21036 7 +./3059+68 Г+4 / 3 / /-86 - +8/6 + Г8 /./0 /-8 32 7. 6/-8-32:/68/.83+2/ /-86-7 12+ 4634368 32+ 83 ' /28 /7 2973.+ 892 21036 7 12+ 7 K4 +7/ 7 08/.Г8 / 6/79 8 217 12+ 74634368 32+ 838 /8 /./6 :+8 :/308 /36 1 2+ 892 21036 7 12+ 4 0 218 /4 +7/ 7 08/.7 12+ ; 8 +2 +. 978+, /1+ 2+2.+.. 218 7838 /36 1 2+.6 :/7 12+ + 3;783-3 4/27+8/0368 /.+ 4 21 196/ 7 3;78 /- 6-9 8$ /.6 :/ 7 12+ 7+44 /.838 /. 8 /64 / 38 +8 /- +2 -+ / - 8/78 /892 21036 $ / 892 21036 7 12+ 7+ 4 0 /., +46/ + 4 0 /64+68063,/ 2197/.0368 /7 /+6 036-/0//.,+- / /-8632-7Г8 /892 21036 7 12+ 7+ 734 +7/ 7 08/.Г+ 4 0 /.+2. +../.838 /.6 :/7 12+ 7 /28 32/.,/036/Г8 7-6-9 8-39.,/97/09 27 89+8 327; /6/ +61/.+ 4 21 46/:/2877/27 8 :/34/6+8 3230892 21036 7 2+7 /+6036-/./8/-8 327- / /$ 7 7 8 /-+7/; /28 /892 21036 7 /67/. 2;+8/6$ /: 7-37 8 30;+8/6 7 + 7-3 4+6/.83+:+ 9/30 + 7 2+ 6$ /: 7-37 8 30;+8/6 78 /.3 2+28.+ 4 217396-/; /2+892 21036 7 /67/. 2;+8/6$ / +61/.+ 4 21-+97/., ;+8/6463, 87+ 1 :+ 9/308 /! 0+-8367+-327/59/2-/Г8 /7/27 8 : 8 308 / 7 /+6 036-/./8/-8 32 7 4+ 6/.$ /- 6-9 8./7-6,/.+,3:/Г-+26/7836/8 /! 0+-836 83+:+ 9/236 + 2+ 6+2.7 39.+7+-327/59/2-//2+, /+7/27 8 :/7 /+6 036-/./8/-8 327 78/ 2 +2-218 /! 0+-836 732 8 /0 67878/4833,8+ 2+ 36/7/27 8 :/34/6+8 32308 / 7 /+6036-/./8/-8 3236 + +6/ +8 :/- +21/ 2+ 4 89./36+2+,73 98/4 +7/ 7 08 7-37/2+7+7/843 28036463,/ 83 7+ 4 / 28/6+-8 32$ / 28/6+-8 32036-/,/8;//28 /463,/+2.7+ 4 /7-+ /7 2/+6 ; 8 8 /+ 4 89./308 /8 4. :./., 8 /! 0+-8362 +2-218 /! 0+-836; 8 398- +21 218 /.6 :/+ 4 89./; 2-6/+7/8 /8 4+ 4 89./; 8 8 /7+ /0+-836+78 /! 0+-836+2.; 8 398- +21 21 8 /6/ +8 :/7/843 28Г! 0+-836/2 +2-/ /28; /+:/8 / 28/6+-8 32036-/92+ 8/6/. 2 +08/66/.9-218 /.6 : 21+ 4 89./Г36+. 978 218 /7/843 28Г8 /- 6-9 8 / 4783 6/.9-/463,/ 83 7+ 4 / 28/6+-8 32036-/7 58

Thermal noise considerations 4.2.3 Q-factor enhancement experiment $3463:/8 +88 /! 0+-836 -+2 2.//.,//2 +2-/.Г8 / - 6-9 8 7 4 / /28/.+2. 8 /6/732+2-/-96:/30+ 892 21036 /67/. 2 ;+8/6 73,8+ 2/. 892 21036 7 3928/.32 +. 8 /64 / 383 /- +2 -+ / - 8/8 / 892 21036 +8+-3278+28 + 4 89./$ /.6 : 21 06/59/2-77;/48Г; /8 / 4 / 3/ /-86-892 21036 7 12+ 76/-36./.Г6/79 8 21 28 /6/732+2-/-96:/308 / 892 21036 196/ "/732+2-/-96:/730+892 21036 /67/. 2 ;+8/6; 8 +2.; 8 398! /2 +2-/ /28 196/ 7 3;78;36/732+2-/-96:/70368 /7+ /892 21036 2;+8/6$ /.6 :/ + 4 89./;+78 /7+ / 2,38 -+7/7$ /0 6786/732+2-/-96:/Г; /6/8 /- 6-9 8;+7. 7+, /.Г 2. -+8/7+! 0+-83630Г8 /236 + 7 89+8 32 2;+8/6$ /7/-32. 6/732+2-/-96:/7 3;78 //00/-8308 /! /2 +2-/ /28-6-9 8Г; /6/8 /7+ /892 21 036 7 3;7+2/00/-8 :/! 0+-836-37/83$ 7:+ 9/ 7+6, 86+6-37/2+2. -39.,/ 1 /636 3;/6+8; 4.3 Thermal noise considerations $ / 3./ 97/.730+6.3/7238 2-36436+8/8 //00/-873023 7/$33,8+ 2+,/88/6 92./678+2. 21308 /092.+ /28+ 87308 /! 0+-836/2 +2-/ /28-6-9 8Г 87,/ +: 36 77 9 +8/. 28 /46/7/2-/308 /6 + 23 7/+2../8/-83623 7/$ /- 6-9 8 2 196/ ; 23832 +..+7 12+ 838 /.6 :/7 12+ 83-3 4/27+8/0368 /.+ 4 21 28 /7 78/ Г+ 738 /6 + 23 7/308 /892 21036 +2.23 7/ 28 /./8/-8 32 +2.+ 4 0 -+8 32308 /892 21036 7 12+ ;,/+../.838 /.6 :/7 12+ 3 7/; 8 +06/59/2- - 37/838 /6/732+2-/308 /892 21036 ;,/+ 4 0 /. 28 77 78/ +2.-39. 88 /4/6036 +2-/308 /- 6-9 8 59

4 Q-factor enhancement 4.3.1 Thermal noise simulation model $ /8 /6 + 23 7/30+892 21036 +7,//27 9 +8/.Г03 3; 218 / /8 3../7-6,/., /6338 6/ +8 :/ /+: 4+68 - /Г 28 7-+7/+892 21036 46321Г-+2 3:/ 2 32/. /27 32$ 74+68 - / 779, /-883 +2 6+2.3-3 7 327; 8 7966392. 21 3 /-9 /7$ /-3 7 327 +:/8;3/00/-87 678Г+78 /6/+6/ 36/-3 7 327063 8 /. 6/-8 32 2; - 8 /892 21036 3:/7Г8 /-3 7 327.+ 48 / 38 32308 /892 21 036 46321$ 7 78 /4 7 -+,+- 16392.308 /.+ 4 218/6 28 / +6 32-37- +836/59+8 3230 38 32 #/-32.Г+78 /29,/630-3 7 327 70 2 8/ 2+ 0 2 8/8 / 28/6:+ +2.8 /-3 7 327+6/6+2.3 Г8 /2/8036-/32+78+8 32+6 892 21 036 ; 238,/ /63 2+0 2 8/8 / 28/6:+ /-+97/-3 7 3273--96063,38 7./7 30+892 21036 Г8 /2/86/79 8308 /-3 7 327 2+8 / 28/6:+ 03 3;7+, 23 +. 786,98 32Г; 8 /63+:/6+1/+2.+ + 0;.8 /59+ 838 /759+6/633830 + 08 / -3 7 327 28 +88 / 28/6:+ 36+ +61/29,/630-3 7 327Г8 /, 23 +. 786,98 32 7+4463 +8/., ++977 +2. 786,98 32 2+1 :/28 / 28/6:+ 8Г +61//2391 83 +:/ +2-3 7 327Г,988337 368036+ +61/- +21/ 2:/ 3-8 308 / 892 21036 46321Г+6+2.3 2/8036-/-+97/., 8 /6 + 23 7/; +-8328 /892 21 036 γ 8 /6 + 23 7/ ; $ = 2 ----------- 8 /6/; 2 7+6+2.3 29,/66/46/7/28 218 /783- +78 -- +6+-8/6308 /6 + 23 7/ ; 8 ++977 +2. 786,98 32; 8 + /63+:/6+1/+2.+:+6 +2-/30Г 73 8 +22 7-3278+28+2.$ 78 /8/ 4/6+896/3;8 /29 /6 -+ 3./ 7786+ 1 8036;+6.Г8 / 74//.+08/628 /78/47 8;,/ : 2 : / 8 ; 2 -------- 2 = + 8 + ------ γ $ 8 +6 32-37- +836 8 /6 + 23 7/ $;3-3286,98 327-+97/+- +21/ 274//.$ /0 678-3286,98 32 78 // 8/62+ 036-/ -366/7432. 21838 / +6 32-37- +836 3./ Г 2-9. 218 /036-/6/79 8 21063 8 /.6 :/092-8 32Г746 21+2..+ 4/6 / 8 = ( 2. 2 ) + γ: 2 $ /7/-32.-3286,98 32838 /- +21/ 274//. 78 /036-/-+97/., 8 /8 /6 + 23 7/8 +8 7+-8 21328 /892 21036 Г./7-6,/. 2/59+8 32 3; 8 74377, /83 -+ -9 +8/8 /2/;437 8 32308 /892 21036 60

Thermal noise considerations 2 = 2 + : 2 8 $ /2/;437 8 32+2.:/ 3-8 -+2,/97/.+1+ 2 2/59+8 32 +2. 83 -+ -9 +8/8 /:/ 3-8 0368 /2/ 88 /78/4$ /- 3 -/308 /7 /308 /8 /78/4 7+ -3 463 7/,/8;//2+--96+- +2.-+ -9 +8 328 /$ /8 /78/47 39.,/7 + -3 4+6/.838 /8 /3032/- - /308 / +6 32 -.6 :/092-8 32 $ / 8/6+8 :/463-/77./7-6,/. 2/59+8 327 Г +2. 7 4 / /28/. 2 +,& /; 36/:/6 - - /308 /.6 :/092-8 32Г8 /" #+ 4 89./308 /7 9 +8/. 892 21036 38 32 7-+ -9 +8/.$ /4 +7/ +1,/8;//28 / +6 32 -.6 :/092-8 32 +2.8 /892 21036 38 32 7-+ -9 +8/.036/:/6 - - /308 /.6 :/092-8 32Г, -+ -9 +8 218 /8 /. 00/6/2-/ 2 /63-6377 217308 / +6 32 -.6 :/092-8 32.+2. 8 / /63-6377 217308 /437 8 32 308 /892 21036,: 397 Г8 /4 +7/ +1-+2 32,/-+ -9 +8/. 08 /892 21036 7.6 :/2; 8 +4/6 3. -092-8 32 4.3.2 Simulation parameters +6 32-37- +836-366/7432. 2183+ 892 21036 77 9 +8/.; 8 8 /6 + 23 7/-366/7432. 2183+8/ 4/6+896/30 +--36. 21838 / 3././7-6,/. 2D $+, / 1 :/7+23:/6: /;304+6+ /8/67308 / +6 32-37- +8366/46/7/28 218 / 892 21036 03603967 89+8 327 $+, / 892 21036 8 /6 + 23 7/7 9 +8 324+6+ /8/67 24984+6+ /8/67 398498!! Г.6 :/! Г /2! 1 γ 7 1 7.! /00 61

4 Q-factor enhancement! 8 7 +6 32-37- +8366/46/7/287+892 21036 ; 8 +2+896+! 0+-83630 +2.+.6 :/30 4! Г.6 :/ 8 7 +6 32-37- +8366/46/7/287+892 21036 ; 8 +2+896+! 0+-836 30Г 3;/:/6; 8 +.6 :/+ 4 89./8 +8 78 /7 +61/6-3 4+6/.838 /0 678 -+7/833,8+ 28 /7+ /8 4+ 4 89./+7+892 21036 ; 8 +2+896+! 0+-83630! Г /2 8 7 +6 32-37- +8366/46/7/287+892 21036 ; 8 +2+896+! 0+-83630 8 +8 7/2 +2-/.83+2/00/-8 :/! 0+-83630$ /.6 :/+ 4 89./ 7 4 Г 8 /7+ /+7036!! 8 7 +6 32-37- +8366/46/7/287+892 21036 ; 8 +2+896+! 0+-83630 $ /.6 :/+ 4 89./ 7 4 Г8 /7+ /+7036! +2.! Г /2 $ /74 21-3278+28 +2.8 / +77 +6/- 37/283 +8- + 892 21036 Г+7./7-6,/. 2D $ /.+ 4 21γ+2.8 /-3 4/27+8 320368 /.+ 4 211+6/ - 37/2836/+ /8 /./7 6/./00/-8 :/! 0+-836308 / 3./ 7 +.6 : 21+ 4 89./ 72/-/77+6 83./8/6 2/8 /4 +7/Г8 +8 78 /4 +7/ +1,/8;//28 /437 8 32308 / 37- +836+2.8 /.6 :/092-8 32$ /.6 :/+ 4 89./ 7-37/27 + /2391 83/2796/ +238 -/+, //00/-8308 /6 + 23 7/328 / 38 32308 / +6 32-37- +8367+ 6/79 8Г8 /+ 4 89./308 /37- +836 Г 77 + -3 4+6/.83+236 + 892 21036 46321+ 4 89./30 2 $ /8 /78/4 7-37/279-8 +8/+- - - /308 / 37- +836 77 9 +8/. 28 /78/4736+ 892 21036 Г8 7 4 -+8/7+ 8 /78/4302708/6/+- - - /Г8 /" #+ 4 89./+2.8 /4 +7/308 /37- +836 +6/./8/6 2/. $ /7 9 +8 32 7692036 - - /70368 /03967 89+8 327./7-6,/. 2 $+, / Г-366/7432. 2183 8 /78/47036/+- 7 89+8 32/-+97/8 / 7 9 +8 32 /8 3.Г./7-6,/. 2D 7+0 2 8/8 /. 00/6/2-/ /8 3.Г+2.,/-+97/8 /7 9 +8 3278+687; 8 8 /37- +836+8 /63437 8 32+2. /63:/ 3-8 Г8 / 37- +836 +78378+6894 28 /,/1 22 21308 /7 9 +8 32$ /0 67843 287308 /.+8+7/8+6/23897/.0360968 /6+2+ 7 7Г8346/:/288 /78+68 94308 /37- +836063 20 9/2-218 /78+8 78-7 4.3.3 Harmonic oscillator amplitude signal with thermal noise $ / +6 32-37- +836 3./ 6/46/7/28 21+892 21036 +7./7-6,/. 2D Г 7 7 9 +8/.036! Г! Г.6 :/ Г! Г /2 +2.! $ /6/79 8 21.+8+7/8-328+ 278 / + 4 89./+2.8 /4 +7/308 /7 9 +8/. +6 32-37- +83636892 21 036,+7/. 036-/./8/-8 32Г,38 8 /+ 4 89./+2.8 /4 +7/-+2,/97/.+7+ /+796/036 28/6+-8 32036-/,/8;//2463,/+2.7+ 4 / 28 74+6+16+4 Г8 / 20 9/2-/30 8 /6 + 23 7/328 /+ 4 89./308 /7 9 +8/.37- +836 7. 7-977/. 28 /2/ 8 4+6+16+4 Г8 / 20 9/2-/328 /4 +7/308 /37- +836 7. 7-977/. 62

Thermal noise considerations 196/ 46/7/2878 /+ 4 89./308 /7 9 +8/. +6 32-37- +836 28 6//;+ 7 196/ + 7 3;78 /+ 4 89./308 /37- +836:/67978 /$ 7 7 3;8 / + 4 89./30+892 21036 73,7/6:/. 2+2/ 4/6 /28$ /0//.,+- 33483-32863 8 /463,/ 83 7+ 4 /. 78+2-/ +7+ 8/.,+2.;.8 28 /36./630 83 $ /6/036/Г8 / 3;/606/59/2- -3 432/287308 /+ 4 89./7 12+ +6/ 36/ 4368+288 +28 / 1 /606/59/2- -3 432/2878 +8+6/ 1236/., 8 /0//.,+- 334$ //00/-8308 /6 + 23 7/328 / 3;/606/59/2- -3 432/287 28 /+ 4 89./ 7 12+ 7 9786+8/., 0 8/6 218 /37- +836+ 4 89./8 6391 +0 67836./6 3;4+77 0 8/6; 8 +-9830006/59/2-30 2 196/, 2+ Г 196/ - 7 3;7+ 78316+ 308 /. 786,98 3230+ + 4 89./43 287 2 196/ + 97 21, 27 ; 8 +;.8 30 +, - 196/ + 4 89./7 12+ :/67978 /30+ +6 32-37- +8366/46/7/28 21+ 892 21036 / 4/6 /2-218 /6 + 23 7/+8 036! Г! Г.6 :/ Г! Г /2 +2.!, 3;4+770 8/6/.+ 4 89./7 12+ :/67978 / - 78316+ 036 + 4 89./.+8+ 2 + 2 196/ Г 8 7- /+6 : 7, /8 +88 / 20 9/2-/308 /6 + 23 7/328 /+ 4 89./30 8 / +6 32-37- +836 7. 00/6/28036. 00/6/28! 0+-8367 36! Г8 /+:/6+1/+ 4 89./ 7 4 2+ 38 /6-+7/7! Г! Г.6 :/ +2.! Г /2 8 /+:/6+1/+ 4 89./ 7+,398 4 $ /" #23 7/328 / + 4 89./ 7< 4 03637- +8367; /6/8 /! 0+-836 7238/2 +2-/.Г 2./4/2./28308 /.6 :/+ 4 89./! Г /2 +7+ +61/6" #23 7/304 Г./74 8/8 /7+ //00/-8 :/! 0+-836+2..6 :/+ 4 89./+7036! 37- +8367+773- +8/.; 8 +2+896+! 0+-836Г /; /6/8 /! 0+-836 7238 /2 +2-/.Г +:/+4463 +8/ 8 /7+ /" #+ 4 89.//-+97/8 /8 /6 + /2/61 2+ +6 32-37- +836 7-394 /.: +8 /746 21-3278+28838 /" # 63

4 Q-factor enhancement + 4 89./308 /37- +836 W W W $Г; /6/ 73 8 +22 7-3278+28Г 8-+2,// 4/-8/.8 +88 /6 + 23 7/308 /37- +836 7+773- +8/.; 8 +8 4 -+ + 4 89./308 /37- +836$ /" #:+ 9/308 /23 7/Г/59+ 838 /78+2.+6../: +8 32308 /7 9 +8/.+ 4 89./:+ 9/7Г 7< 4 $ 7 7 26/+732+, / +16// /28; 8 8 /:+ 9/30< 4 036+892 21036 ; 8 +746 21-3278+2830 Г0392., 63,/6/8 + Г! Г /2 7 3;7+,63+./6+ 4 89./. 786,98 32-3 4+6/.8337- +8367; /6/8 /! 0+-836 7238/2 +2-/.2/ 4 +2+8 320368 / 2-6/+7/ 223 7/0368 /! 0+-836 /2 +2-/.37- +836-+2,/0392. 2/59+8 32 $ /036-/+-8 21328 /7 78/, 8 /6 + 0 9-89+8 327./4/2.732γ$ /-3 4/27+8 320368 /.+ 4 211.3/7 238- +21/8 /29,/630-3 7 327+2.8 /783- +78-8/6 +773- +8/.; 8 8$ / 783- +78-8 /6 + 23 7/8/6 +7234 +7/6/ +8 32; 8 8 /.6 : 21092-8 32+2. 8 78/6 ;,/+ 4 0 /., 8 /! 0+-836/2 +2-/ /28-6-9 8 63 196/, Г 8 7- /+68 +80 8/6 21/ 2+8/7 378308 /23 7/ 3;/:/6Г 36/23 7/ 70 8/6/.398036+ +6 32-37- +836; 8 398! 0+-836/2 +2-/ /28 $ 7-+2,// 4 + 2/., 8 /0+-88 +88 / +6 32-37- +836 +7+6/74327/8 / 2 8 /36./630!0 6/7 Г; /6/0 6/7 78 /6/732+2-/06/59/2-308 /37- +836$ /6 + 23 7// 4/6 /2-/., 8 /37- +836; 8 06/59/2- /7 3;/68 +20 6/7!;,/ + 4 0 /., 8 /! 0+-836/2 +2-/ /28-6-9 8Г; / 1 /606/59/2- /7; 238 238 /6. 00/6/2-/; 8 8 /920 8/6/..+8+ 78 +8 2 196/ + 8 /;.8 308 /. 786,98 32036! +2.! ;+78 /7+ /08/64+77 218 /7 12+ 78 6391 + 3;4+770 8/6Г8 /;.8 308 /+ 4 89./. 786,98 32 2 196/, 77 + /6036! - 37/6 33 +88 /+ 4 89./7 12+ 7 28 /06/59/2-.3 + 2-+2/ 4 + 2 8 7 196/ $ /16+ 2/-366/7432.783+8 4 -+ 43;/6 74/-869 30 +6 32-37- +836+ 4 89./7 12+ 30+ +6 32-37- +8366/46/7/28 21+892 21036 / 4/6 /2-218 /6 + 23 7/+8 $ /, +- 2/ 7+ 0 8-366/7432. 2183+7/-32.36./67 78/ 196/ 7 3;7+8 4 -+ 23 7/ 74/-869 308 /+ 4 89./7 12+ 30+ +6 32-37- +836$ / 74/-869 7-+ -9 +8/., 8+ 21 8 /396 /686+27036 308 / + 4 89./7 12+ ; 8 8 /+:/6+1/ :+ 9/308 /+ 4 89./ 79,86+-8/.$ /232 /63+:/6+1/.3/7238-3286,98/838 / 74/-869 Г 3;/:/6.9/838 / 8/.7 9 +8/.8 / 7 Г 8 -+97/7+; 2.3; 21/00/-8 238 /6/00/-830 8/. 7 9 +8 328 / 78 +88 / 74/-869 +44/+67 23 7 08 / 7 9 +8 32;39. +:/,//2692 64

Thermal noise considerations 036+ 321/68 /Г8 /74/-869 ;39. +:/,/88/66/7/, /.8 /46/7/28/.0 8308 / 74/-869 36- +6 8 Г32 7 +60 87+6/7 3;20368 /74/-86+ 28 /6/78308 7 +48/6 $ /43;/674/-86+308 / + 4 89./7 12+ 7 2 196/ + +6/1 :/2 2 196/ 78 /6 + 23 7/ +7+92 036 ; 8/ 74/-869 8-+2,/97/.83 463,/8 /06/59/2-6/74327/ 308 /+ 4 89./7 12+ 308 / +6 32-37- +83683 783- +78-036-/$ / + 4 89./7 12+ 30+ +6 32-37- +836,/ +:/7 /+2 28/16+836Г; 8 +-98300 06/59/2-300 6/7!+2.+7 34/ 30 +,3:/8 /-98300 06/59/2- ' /28 /. 00/6/28 37- +8367! Г! Г.6 :/ Г! Г /2 +2.! +6/ -3 4+6/.Г+29,/630. 00/6/2-/7,/-3 /- /+6 196/ 3;/674/-869 30 +6 32-37- +836 + 4 89./7 12+ 730+ +6 32-37- +8366/46/7/28 21+ 892 21036 / 4/6 /2-218 /6 + 23 7/+8 036! Г! Г.6 :/ Г! Г /2 +2.! 367 78/ 7; 8 398! 0+-836/2 +2-/ /28Г8 //2/61-328/28308 /37- +836 7 39.,//59+ 83W $Г 2./4/2./28308 /! 0+-83636 3;/6! 0+-83678 7 /+278 +88 //2/61 ;,/. 786,98/.3:/6+ +61/64+68308 /+ 4 89./ 74/-869-3 4+6/.837 78/ 7; 8 + 1 /6! 0+-836$ 7/ 4 + 27; + 3;4+77 0 8/6, 3-7 36/8 /6 + 23 7/0367 78/ 7; 8 + 3;! 0+-83688 /7+ /8 /Г 8 /7/7 78/ 7 +:/+ +61/6,+2.;.8 +2.+ 3;4+770 8/62+663;78 /+:+ +, /,+2.;.8 $ /43;/674/-86+308 /+ 4 89./7 12+ 308 /37- +8367 7 2./4/2./28308 /.6 :/+ 4 89./$ /74/-86+036! Г.6 :/ +2.! 3:/6 +4$ /.6 :/+ 4 89./ 32 - +21/78 /+:/6+1/+ 4 89./30+ +6 32-37- +836Г; - 32 - +21/7 8 /74/-869 +8 /6306/59/2-! Г /2 7 3;78 /7+ /-9830006/59/2- +7! Г 2. -+8 218 +88 //00/-8 :/! 0+-83630! Г /2 7 2.//. 3;/:/6Г8 /23 7/ 7+8+ 06/59/2- /7+0+-83630 1 /68 +2036! Г8 /37- +836; 8 +2+896+! 0+-8363036 06/59/2- /7+,3:/8 /-9830006/59/2- Г8 /4/6036 +2-/30! Г /2 78 /7+ /+7 8 /4/6036 +2-/30! Г8 /238/2 +2-/.37- +8363606/59/2- /7,/ 3;8 / -9830006/59/2- Г8 /8 /6 + 23 7/ 794838 /7+ 4 0 /.-3 4+6/.83! 65

4 Q-factor enhancement 238 /6;+ 83 33 +88 /6 + 23 7/ 7-+ -9 +8 218 /23 7//59 :+ /28. 77 4+8 :/ 036-/7./7-6,/. 2 +48/6 Г+- +21/ 2+ 4 89./-+2,/+773- +8/.; 8 +. 77 4+8 :/036-/328 /37- +836 28 = ----! 28 78 /. 77 4+8 :/ 28/6+-8 32036-/,/8;//28 /37- +836+2.8 // 8/62+ ;36. 78 /- +21/ 2+ 4 89./$ /6 + 23 7/6/79 87 2+- +21/ 2+ 4 89./' 8 6/ +8 32 8 /8 /6 + 23 7/-+2,/-32:/68/. 283+2/59 :+ /28036-/$+, / 1 :/7+23:/6: /;308 //00/-87308 /6 + 23 7/32 +6 32-37- +8367; 8 +2. ; 8 398! 0+-836/2 +2-/ /28 $+, / $ /6 + 23 7/.+8+0368 /+ 4 89./30 +6 32-37- +8367; 8 +2.; 8 398! 0+-836/2 +2-/ /28!! Г.6 :/! Г /2!! 0+-836 + 920 8/6/. 0 8/6/. 6 :/+ 4 89./ :/6+1/+ 4 89./ " #+ 4 89./23 7/ # 12+ 83 23 7/6+8 3 59 :+ /28036-/ :/6+1/+ 4 89./ " #+ 4 89./23 7/ # 12+ 83 23 7/6+8 3 59 :+ /28036-/ + ' 8! 0+-836/2 +2-/ /28 $3 9.1/8 /7/27 8 : 8 30+ +6 32-37- +836; 8 +2.; 8 398! 0+-836 /2 +2-/ /28Г8 /23 7//59 :+ /28036-/7 39.,/-3 4+6/. 28 /9 8 +8/892 21 036,+7/.7 /+6036-/./8/-8 327 78/ Г8 /036-/./8/-8 32 7 8/., 8 /6 + 23 7/ :/68 /09,+2.;.8 Г8 /! 0+-836/2 +2-/ /28 463:/7328 /23 7//59 :+ /28 036-/$ 7036-/ 7; 8 478 1 /6-3 4+6/.83+2+896+! 0+-83630; 8 +23 7//59 :+ /28036-/30 4Г,98 3;/68 +28 /36 1 2+ 036-/30 4 28 / 06/59/2-,+2.8 +8 797/.0367 /+6 036-/0//.,+- 3;/:/6Г8 /! 0+-836 /2 +2-/ /28-6-9 86/79 87 2+7 1 8 +61/623 7//59 :+ /28036-/-3 4+6/.83 66

Thermal noise considerations ; /28 /! 0+-836 7238/2 +2-/.$ 7 2. -+8/78 +88 /6/ 7231+ 2 27/27 8 : 8, /2 +2-218 /! 0+-836Г; /28 /+ 4 89./30+ +6 32-37- +836 797/.83-32863 8 /7 /+6 036-/ 28/6+-8 32 2+0//.,+- 334 4.3.4 Harmonic oscillator phase signal with thermal noise 2D Г32 8 / 20 9/2-/308 /6 + 23 7/328 /+ 4 89./30+ +6 32-37- +836;+7789. /.$ /+ 4 89./308 /892 21036 7 12+ -+2,/97/.+7+ /+796/308 /463,/837+ 4 /. 78+2-/ 3;/:/6Г8 /4 +7/308 /892 21036 7 12+ ; 8 6/74/-8838 /.6 :/7 12+ +7+0+78/66/74327/83+- +21/ 2463,/ 83 7+ 4 /. 78+2-/ Г 36: 689+ + / 4/6 /287./7-6,/. 28 78 /7 7Г8 /4 +7/308 / 892 21036 7 12+ ;+797/.2+ 3139783D Г8 /,/ +: 36308 /4 +7/; 8 6/74/-8838 /.6 :/30+ +6 32-37- +836/ 4/6 /2-218 /6 + 23 7/;,/ / 4 36/.+2.-3 4+6/.036! Г! Г.6 :/ Г! Г /2 +2.! +, - 196/ + +7/7 12+ :/67978 /30+ +6 32-37- +8366/46/7/28 21+892 21 036 / 4/6 /2-218 /6 + 23 7/+8 036! Г! Г.6 :/ Г! Г /2 +2.!, 3;4+770 8/6/.4 +7/7 12+ :/67978 / - 78316+ 0364 +7/.+8+ 2 + 196/ + 7 3;78 /86+-/7308 /4 +7/308 /7 9 +8/. +6 32-37- +8367Г 196/, 7 3;78 /8 /86+-/7308 /4 +7/Г0 8/6/.8 6391 + 3;4+77 0 8/6+2.8 / 78316+ 2 196/ - 7 3;78 /. 786,98 327308 /4 +7/7 12+ 7Г ; /6/23;+ 03967 89+8 327-+2,/. 78 219 7 /. $ /03 3; 21. 00/6/2-/70368 /,/ +: 36308 /4 +7/7 12+ 7308 /. 00/6/28 +6 32-37- +8367-+2,/238 -/. 67

4 Q-factor enhancement $ /23 7/ 28 /4 +7/30! 2 196/ + 7, 0+6 +61/68 +28 /23 7/30 37- +8367; 8 + 1 /6! 0+-83636 +61/6.6 :/+ 4 89./$ /6/+7320368 7. 00/6/2-/ 78 +88 /4 +7/ 7./8/6 2/., 8 218 / /63-6377 217308 / 437 8 32308 /37- +836; 8 6/74/-8838 / /63-6377 217308 /.6 :/092-8 328 7 + 37- +836+ 4 89./7Г8 /23 7/-+2-+97/ /63-6377 2178 +8+6/ 2+.:/68/28 97/., 8 /4 +7/./8/-8366/79 8 21 2+ +61/23 7/ $ / 78316+ 7036! +2.! Г.6 :/ 2 196/ - +6/7 +6$ / +:/ +4463 +8/ 8 /7+ / / 1 8+2.;.8 Г 3;/:/68 / 64/+ 7+6/7 1 8 7 08/. $ 7-+2,/+886,98/.838 /0+-88 +88 /6/732+2-/06/59/2-30+ +6 32-37- +836- +21/77 1 8 ; 8 +- +21/ 28 /.+ 4 216392.6/732+2-/Г8 / 4 +7/ +7 87786321/78./4/2./2-/3206/59/2- +2.+7 + :+6 +8 32 26/732+2-/ 06/59/2- -+97/7+ +61/:+6 +8 32 28 /4 +7/$ /7 0873,7/6:/. /6/+6/7 + /6 8 +28 /;.8 308 /. 786,98 32+2. +:/23 20 9/2-/328 /-32-97 327 $ / 78316+ 30! +7+;./. 786,98 3230:+ 9/70368 /4 +7/$ / 78316+ 30! Г /2 +7+2+663;/6. 786,98 32Г,988 7. 786,98 32 778 ;./68 +28 /. 786,98 32036! +2.! Г.6 :/ Г.9/838 /+ 4 89./308 /6 + 23 7/ 7; 8 23 7/328 /+ 4 89./30+ +6 32-37- +83697/.+7+7 /+6 036-/./8/-836Г8 /06/59/2- -328/28308 /8 /6 + 23 7/ 28 /4 +7/7 12+ 7 4368+28$ /6/036/Г 196/, 7 3;78 /4 +7/7 12+ 74+77/.8 6391 + 3;4+770 8/6; 8 +-9830006/59/2-30 $ /. 786,98 32308 /4 +7/7 12+ 30! +7,/-3 /-3 4+6+, 2+663;+78 /. 786,98 32304 +7/7 12+ 30! +2.! Г.6 :/ 3;Г8 /4 +7/7 12+ 30! Г /2 +78 /;./78. 786,98 32 7 2D Г8 /43;/6 74/-86+308 /4 +7/7 12+ 7 / 4 + 28 /./4/2./2-/30 8 /3,7/6:/.23 7/328 / 06/59/2-,+2.8 +8 797/. 83./8/-88 /23 7/$ / 43;/674/-86++6/4 388/. 2 196/ 196/ 3;/674/-869 30 +6 32-37- +8364 +7/ 7 12+ 730+ +6 32-37- +8366/46/7/28 21+892 21036 / 4/6 /2-218 /6 + 23 7/+8 036! Г! Г.6 :/ Г! Г /2 +2.! 196/ 7 3;78 +8; /2 8 /4 +7/7 12+ 7-327./6/.83,/+. 2+ - 7 12+ Г8 /4 +7/30+ +6 32-37- +836 +78 / 6/74327/30+7/-32.36./6 7 78/ 83+783- +78-036-/ 3606/59/2- /7,/ 3; 0 6/7! Г8 /43;/6./27 8 68

Thermal noise considerations.3/7238./4/2.328 /06/59/2-8 1 /606/59/2- /7Г8 /43;/6./27 8.6347 ; 8 +7 34/30 78 /6/ 7238 /6 + /2/61 +773- +8/.; 8 8 /4 +7/7 12+ Г8 / 838+ + 39283023 7/.3/7238 +:/83,/8 /7+ /036. 00/6/287 78/ 7$ 7 7 2.//. 2388 /-+7/ 2 196/ $ /4 +7/7 12+ 30! +2.! Г.6 :/ +:/7 +6 7 12+ /2/61 /7Г,98. 786,98/.. 00/6/28 3:/68 /74/-869! Г.6 :/ +7+,63+./6 06/59/2-. 786,98 32$ /74/-86+ 43;/6./27 8 308 /23 7/328 /4 +7/7 12+ 30! 794838;336./6730 +12 89./ +61/68 +28 /23 7/328 /4 +7/7 12+ 30 37- +8367; 8 + +61/6+ 4 89./Г/74/- + 03606/59/2- /7+,3:/8 /-98300 06/59/2-8 391 8 /4 +7/7 12+ 7-+2238,/+773- +8/.; 8 +8 /6 + /2/61 Г 8 74377, /83 -+ -9 +8/8 /-327/6:+8 :/036-/2/-/77+6 83- +21/8 /4 +7/308 /37- +836; 8 6/74/-8838 /.6 :/; 8 8 /7+ /:+ 9/+78 /8 /6 + 23 7/328 /4 +7/ 28 = ----- ϕ! ' /6/ ϕ 78 /- +21/ 24 +7/ 26+. +27 8 723;4377, /83-3 4+6/8 /,/ +: 36 308 / +6 32-37- +836723832 28/6 73023 7/328 /4 +7/7 12+ Г,98+ 738 / 23 7/ 28/6 730/59 :+ /28036-/7$ /-3 4+6 732-+2,/0392. 2$+, / 920 8/6/. 0 8/6/. $+, / $ /6 + 23 7/.+8+0368 /4 +7/30 +6 32-37- +8367; 8 +2.; 8 398! 0+-836/2 +2-/ /28!! Г.6 :/! Г /2!! 0+-836 + 6 :/+ 4 89./ :/6+1/4 +7/./1 " #4 +7/23 7/./1 59 :+ /28036-/ :/6+1/4 +7/./1 " #4 +7/23 7/./1 59 :+ /28036-/ + ' 8! 0+-836/2 +2-/ /28 368 /09 06/59/2-74/-869 Г8 /! 0+-836/2 +2-/ /28 463:/78 /7/27 8 : 8 30+ +6 32-37- +836 /8Г+2+896+! 0+-836; 8 8 /7+ /:+ 9/78 6/79 87 2+ 1 /6 7/27 8 : 8 $ / 2-6/+7/.7/27 8 : 8 -+2,// 4 + 2/., 8 /0+-88 +8+8+ +61/6 69

4 Q-factor enhancement + 4 89./Г 8 7/+7 /683+--96+8/./8/6 2/8 / /63-6377 21308 / +6 32-37- +8367 12+ 28 /06/59/2-6+21/97/., 8 /0//.,+- 334Г8 //2 +2-/ /28.3/7238 463:/8 /7/27 8 : 8 $ /8 /6 + 23 7//59 :+ /28036-/ 7+4463 +8/ 8 /7+ /036,38 8 /8 /6 + 23 7/328 /+ 4 89./7 12+ +2.8 /8 /6 + 23 7/328 /4 +7/7 12+ 308 / +6 32-37- +836' /2892 21 036,+7/.7 /+6036-/./8/-8 32 7 8/., 8 /6 + 23 7/Г8 /7/27 8 : 8.3/7238./4/2.328 /- 3 -/,/8;//2+ 4 89./+2. 4 +7/308 /892 21036 +7+ /+796/036463,/ 83 7+ 4 / 28/6+-8 32036-/ 36+ +6 32-37- +83697/.+7+036-/7/2736 2# Г; /6/8 /+ 4 89./368 / 4 +7/308 /37- +836 7+ /+796/0368 /463,/ 83 7+ 4 / 28/6+-8 32036-/Г! 0+-836 /2 +2-/ /28 / 476/.9-218 /23 7//59 :+ /28036-/3:/68 /09 06/59/2-74/-869 3;/:/6Г036 3;06/59/2- /7Г 4368+28036463,/ 83 7+ 4 /. 78+2-/ -32863 Г! 0+-836/2 +2-/ /28.3/7238 463:/8 /7/27 8 : 8 Г,/-+97/8 /437 8 :/ /00/-830+ 1 /6! 0+-836 7/ 2+8/., 8 /+ 4 0 -+8 32308 /6 + 23 7/+8 06/59/2- /7,/ 3;8 /-9830006/59/2-0 6/7! 4.4 Detector noise considerations $ /892 21036 7 12+ 7+ 4 0 /., +46/ + 4 0 /6/7./78 /8 /6 + 23 7/+-8 21 328 /892 21036 Г8 /; 6/7-322/-8 21838 /46/ + 4 0 /6+2.8 /46/ + 4 0 /6 87/ 0 +..23 7/838 /892 21036 7 12+ $ 78 4/3023 7/ 76/0/66/.83+78 /./8/-836 23 7/$ /092.+ /28+. 00/6/2-/,/8;//28 78 4/3023 7/+2.8 /8 /6 + 23 7/ 7 8 +88 /8 /6 + 23 7/ 7-+97/., +036-/+-8 21328 /892 21036 +2.8 /4634/68 /7 308 /892 21036 - +21/8 /;+ 8 / 86/7432.7838 7036-/ 2-3286+78Г8 /./8/-836 23 7/ 7+../.838 /7 12+ +73,8+ 2/.063 8 /892 21036 367 89+8 327; /6/8 /! 0+-836 7238/2 +2-/.Г8 /23 7/ 7 2./4/2./28308 /! 0+-836368 /.6 :/ + 4 89./' 8! 0+-836/2 +2-/ /28Г8 /23 7/4+77/78 6391 8 /4 +7/ 7 08/6+2. + 4 0 /6+2. 7+../.838 /.6 :/7 12+ $ 7; +:/-327/59/2-/70368 /892 21 036,/ +: 36 4.4.1 Detector noise simulation model $37 9 +8/+ +6 32-37- +8366/46/7/28 21+892 21036 ; 8./8/-83623 7/ 46/7/28Г8 / 3././:/ 34/. 2D ;,/ 3. 0 /.$3789. 73 / 8 //00/-8730./8/-83623 7/Г8 /8/ 4/6+896/ 28 /7 9 +8 32;,/7/883 /637./8/-83623 7/ +-87328 /7 12+ 6/46/7/28 218 /437 8 32308 / +6 32-37- +836Г/59+8 32 ; - +21/83 70

Detector noise considerations 2 = 2 + : 2 8 + 7 2./8./8/-83623 7/ ; /6/7 7+6+2.3 29,/6; 8 ++977 +2. 786,98 32Г /63+:/6+1/+2.+:+6 +2-/ 30+2../8 78 /" #23 7/ 2 /8/67+../., 8 /+ 4 0 /6 28 /-+ -9 +8 327./8 7-37/20368 /./8/-83623 7/$ 78 4/30./8/-83623 7/; +:/ +92 036 74/-86+./27 8 7 3823 7/ /2/6+ Г036+ 4 0 /6797/.83+ 4 0 892 21 036 7 12+ 7Г8 /+779 48 328 +88 /+ 4 0 /623 7/ +7+92 036 74/-86+./27 8 036 8 /06/59/2-,+2.30 28/6/78 7:+.78 // +-874/-86+ -328/28308 /23 7/./4/2.7328 /7396-/7308 /23 7/Г /8 /74/- 0-4634/68 /7308 /+ 4 0 /67+2. ; 6/797/.Г8 /398-3 / 2+2+-89+ / 4/6 /28-+2,/7 1 8. 00/6/28063 8 / 7 9 +8/.6/79 8746/7/28/. /6/Г 3;/:/6Г8 /-32-97 327.6+;2; 78,/:+. 396. 00/6/287 89+8 327+6/7 9 +8/.! ' 8 +2+896+! 0+-83630+2.+" #.6 :/+ 4 89./30! Г.6 :/ ' 8 +2+896+! 0+-83630+2.+" #.6 :/+ 4 89./30! Г /2 ' 8 +2+896+! 0+-83630Г/2 +2-/.83+! 0+-83630+2.+" #.6 :/+ 4 89./30! ' 8 +2+896+! 0+-83630+2.+" #.6 :/+ 4 89./30 38 /67 9 +8 324+6+ /8/67-+2,/0392. 2D +2.D $ /7/+6/8 / 7+ /4+6+ /8/67+7 2D Г/ -/48036+8 /7 +61/6.6 :/$ / +61/6.6 :/ 7-37/283 +8-8 /+ 4 89./308 /37- +836; 8 8 /- 37/2+ 4 89./308 /23 7/ $ /- 3 -/036,38 + 4 89./308 /23 7/+2.+ 4 89./308 /.6 :/+6/73 /; +8 +6, 86+6 3;/:/6Г8 /-32-97 3270368 /-3 4+6 73230 +6 32-37- +8367; 8 +2.; 8 398! 0+-836/2 +2-/ /28+6/ 2./4/2./28308 /+ 4 89./308 /23 7/+2. 308 /.6 :/ 4.4.2 Harmonic oscillator amplitude signal with detector noise $ /7 9 +8 32 76920368 /0396. 00/6/287 89+8 327./7-6,/. 28 /46/: 397 4+6+16+4 $3/ 2+8/92./7 6/./00/-87308 /78+68 94308 / +6 32-37- +836Г8 / 0 67843 287308 /7 9 +8 32+6/3 88/. 28 74+6+16+4 Г8 /+ 4 89./7 12+ +7 3,8+ 2/.063 8 / +6 32-37- +8367 9 +8 32 7+2+ /. 196/ 7 3;78 / + 4 89./:/67978 /30+ +6 32-37- +836/ 4/6 /2-21./8/-83623 7/036! Г! Г.6 :/ Г! Г /2 +2.! 71

4 Q-factor enhancement +, - 196/ + 4 89./7 12+ :/67978 /30+ +6 32-37- +8366/46/7/28 21+ 892 21036 / 4/6 /2-21./8/-83623 7/036! Г! Г.6 :/ Г! Г /2 +2.!, 3;4+770 8/6/.+ 4 89./7 12+ :/67978 / - 78316+ 036+ 4 89./.+8+ 2 + 196/ + 7 3;78 /8 /86+-/308 /+ 4 89./308 / +6 32-37- +8367 / 4/6 /2-21./8/-83623 7/ 196/, 7 3;78 /7+ /8 /86+-/7Г,9823;0 8/6/. 8 6391 +0 67836./6 3;4+770 8/6 78316+ 308 /+ 4 89./7 2 196/ + 746/7/28/. 2 196/ - ' /28 /. 00/6/2837- +8367Г! Г.6 :/ Г! Г /2 +2.! +6/-3 4+6/.Г+ 29,/630. 00/6/2-/7,/-3 /- /+6 $ /" #23 7/30! Г /2 7 +61/6-3 4+6/.837 89+8 327; /6/8 /! 0+-836 7 238/2 +2-/.Г,/-+97/73 /308 /./8/-83623 7/ 7+ 4 0 /., 8 /! 0+-836 /2 +2-/ /28-6-9 8 78 /6/ 723 2/8 -/2/61 +773- +8/.; 8 8 78 4/3023 7/Г8 /6/ 723 8+8 32 036 1 /606/59/2- -3 432/287 28 /./8/-83623 7/$ /7/ 1 /606/59/2- -3 432/287+6/ 36/463 2/28 46/7/28 28 /8 /86+-/7-3 4+6/.838 /8 / 86+-/70368 /6 + 23 7/ 2 196/ $ 7 773 /; +8. 00/6/28036! Г /2 Г ; /6/8 /8 /86+-/6/7/, /78 /-366/7432. 218 /86+-/ 2 196/ 36/ $ / 36/463 2/2846/7/2-/30 3;06/59/2- -3 432/287-+2,// 4 + 2/., 8 /+ 4 0 -+8 323006/59/2- -3 432/287308 /./8/-83623 7/,/ 3;8 /-98300 06/59/2-308 /37- +836 $ /" #23 7/7 3;2 2 196/ + +2. - 036! Г 77 1 8 7 + /6-3 4+6/. 83! Г.6 :/ $ 7-+2,// 4 + 2/., 8 /0+-88 +88 /" #23 7/ 7-3 4+6+, / 838 /+:/6+1/+ 4 89./308 /37- +83636 378308 /8 /Г8 /437 8 32308 / 37- +836 7-37/83 /63$ /23 7/-+97/70 9-89+8 327+6392.8 / /63437 8 3230 72

Detector noise considerations 8 /37- +836' /2-+ -9 +8 218 /" #:+ 9/7308 /437 8 32Г8 /2/1+8 :/ 437 8 327Г,/-3 /437 8 :/Г2+663; 218 /. 786,98 3230437 8 327308 /37- +836 $ / +61/. 00/6/2-/ 2./8/-83623 7/,/036/+2.+08/60 8/6 218 6391 + 3;4+770 8/6 2 196/ 7+-320 6 +8 32308 //+6 /63,7/6:+8 328 +8./8/-836 23 7/+..7 36/ 1 06/59/2- -3 432/287838 / +6 32-37- +836+ 4 89./ 7 12+ 8 +28 /8 /6 + 23 7/.3/7 378308 /7/ 1 06/59/2- -3 432/287-+2,/0 8/6/.398, + 3;4+770 8/608/60 8/6 21Г8 /6/ +8 :/. 00/6/2-/,/8;//2 +6 32-37- +8367; 8 +2.; 8 398! 0+-836/2 +2-/ /28 +7,/-3 / +61/6 $ 7-+2,// 4 + 2/., 8 /0+-88 +832 3;06/59/2- -3 432/287;,/ + 4 0 /., 8 /! 0+-836/2 +2-/ /28-6-9 8 2-3, 2+8 32; 8 8 / +6 32-37- +836 $ /+ 4 0 -+8 3230 3;06/59/2- -3 432/287,! 0+-836/2 +2-/ /28; /:/2,/ 36/3,: 397 28 /43;/674/-869 308 /+ 4 89./7 12+ 7 2 196/ + $ / 43;/674/-869 77 3;2 2 196/ 196/ -320 6 78 / 46/: 3973,7/6:+8 327 3;/6 74/-86+30+ 4 89./7 12+ 7 063 +6 32-37- +8367 ; 8 398! 0+-836 /2 +2-/ /287 3;+92 036 0 +8 74/-869 $ 7-+2,/ / 4 + 2/., 8 /0+-88 +8./8/-83623 7/ 7+../.838 / +6 32-37- +836437 8 32 +08/6;+6.7+2.8 /6/ 723 /2/61 +773- +8/.; 8 8 7 8 4/3023 7/36+ +6 32-37- +836; 8! 0+-836 /2 +2-/ /28Г8 /74/-869 7 8 /7+ /03606/59/2- /7 1 /68 +20 6/7!Г; /036 3;/606/59/2- /78 /./8/-836 23 7/ 7+ 4 0 /., 8 /! 196/ 3;/674/-869 30 +6 32-37- +836 + 4 89./7 12+ 730+ +6 32-37- +8366/46/7/28 21+ 892 21036 / 4/6 /2-21./8/-83623 7/036! Г! Г.6 :/ Г! Г /2 +2.! 0+-836/2 +2-/ /28-6-9 870368 /6 + 23 7/Г8 /23 7/8/6 7-+2,/-+ -9 +8/. 2 8/6 730/59 :+ /28. 77 4+8 :/036-/$+, / 79 +6 /78 /6/79 87 7 2D Г8 /! 0+-836/2 +2-/ /281 :/7+,/88/6036-/6/73 98 320368 /09 06/59/2-6+21/$ /23 7//59 :+ /28036-/30 2036! Г /2 7+ 378+2 36./630 +12 89./7 + /68 +2036! 3;/:/6Г036! Г8 /23 7//59 :+ /28 036-/ 778 3;/6 2 28 /06/59/2-6+21/30 4368+2-/036463,/ 83 73

4 Q-factor enhancement 920 8/6/. 0 8/6/. $+, / /8/-83623 7/.+8+036+ 4 89./30 +6 32-37- +8367; 8 +2.; 8 398! 0+-836/2 +2-/ /28!! Г.6 :/! Г /2!! 0+-836 + 6 :/+ 4 89./ :/6+1/+ 4 89./ " #+ 4 89./23 7/ # 12+ 83 23 7/6+8 3 59 :+ /28036-/ :/6+1/+ 4 89./ " #+ 4 89./23 7/ # 12+ 83 23 7/6+8 3 59 :+ /28036-/ + ' 8! 0+-836/2 +2-/ /28 7+ 4 /. 78+2-/-32863 Г8 /23 7//59 :+ /28036-/ 7+4463 +8/ 8 /7+ /036! Г /2 +2.! $ /4/6036 +2-/308 /! 0+-836/2 +2-/ /28-6-9 8.3/7238 463:/8 /23 7//59 :+ /28036-/ 28 706/59/2-6+21/Г8 /. 00/6/2-/ 223 7/ /59 :+ /28036-/,/8;//2! +2.! Г /2 7 36/.6+ +8 -; 8 4+2. 46/74/-8 :/ 4.4.3 Harmonic oscillator phase signal with detector noise /8/-83623 7/; + 73+00/-88 /./8/-8 32308 /4 +7/ +1,/8;//28 /.6 :/7 12+ +2.8 /892 21036 7 12+ $ /./8/-8 32308 74 +7/ +1Г 7,+7/.328 218 / /63-6377 217308 /892 21036 +2.8 / /63-6377 21308 /.6 :/7 12+ 3 7/6/79 87 2 2-366/-8./8/-8 3230+ /63-6377 2178 /4 +7/ +1,/8;//2892 21036 7 12+ +2..6 :/7 12+ 7236 + 97/.+7+ /+796/0368 /463,/837+ 4 / 28/6+-8 32Г8 / 4368+2-/3092./678+2. 218 / 20 9/2-/30./8/-83623 7/328 /4 +7/./8/-8 32 7 /:./28 196/ 7 3;78 /4 +7/ +1:/67978 /0368 /03967 89+8 327+ 6/+. +2+ /.036+ 4 89./7 12+ 7 28 /46/: 3974+6+16+4 196/ + 7 3;78 /86+-/7308 /4 +7/036! Г! Г.6 :/ Г! Г /2 +2.! 196/, 78 / 3;4+770 8/6/.+2. 196/ - 7 3;7+ 78316+ 30 8 /4 +7/.+8+ 2 196/ + 74

Detector noise considerations +, - 196/ + +7/7 12+ :/67978 /30+ +6 32-37- +8366/46/7/28 21+892 21 036 / 4/6 /2-21./8/-83623 7/036! Г! Г.6 :/ Г! Г /2 +2.!, 3;4+770 8/6/.4 +7/7 12+ :/67978 / - 78316+ 0364 +7/.+8+ 2 + 368 /8 /86+-/7308 /4 +7/Г8 /03 3; 213,7/6:+8 327-+2,/ +./,9832/308 /8 /86+-/78 +8+6/4 388/. 2 196/ + +:/+4463 +8/ 8 /7+ /" #23 7/328 /4 +7/7 12+ $ /7/,/ 32183 +6 32-37- +8367; 8 8 /7+ /+ 4 89./30 $ /" #23 7/328 /4 +7/7 12+ 7 1 /6036! $ 7-+2,// 4 + 2/., 8 //00/-88 +84 +7/./8/-8 32 7,+7/.32 /+796 21 8 / /63-6377 217+2.036 3;/6+ 4 89./7 8 7 36/. 00-9 883./8/6 2/+ /63-6377 21$ / 78316+ 7308 /4 +7/7 12+ 74 388/. 2 196/ - 463:./+,/88/6 27 1 8 28 /+ 39283023 7/328 /7/7 12+ 7 $ / 78316+ 7 2 196/ - Г7 3;8 /. 786,98 32730./8/-83623 7/ 2 196/ + 36/- /+6 -/48036! Г8 /;.8 308 / 78316+ 7+6/8 / 7+ /Г 2./4/2./28328 /! 0+-836+2.8 /97/308 /! 0+-836/2 +2-/ /28-6-9 8$ /32 4368+280+-836 28 /+ 39283023 7/Г 78 /+ 4 89./308 / 37- +836 2 196/, Г8 /" #23 7/328 /4 +7/7 12+ 7 779,78+28 + 3;/6+08/6 0 8/6 21$ /4 +7/7 12+ 308 / +6 32-37- +836; 8 + 3;.6 :/+ 4 89./78 +78 / +61/78" #23 7/ 3;/:/6Г8 /" #23 7/328 /4 +7/308 / +6 32-37- +836; 8! 0+-836/2 +2-/ /28 723;308 /7+ /36./6 75

4 Q-factor enhancement $+ 218 /396 /686+27036 7 308 /4 +7/7 12+ 71 :/8 / 43;/674/-86+7 3;2 2 196/ $ /43;/674/-86+ -320 6 8 +88 /4 +7/7 12+ 43;/6./27 8 7 2./4/2./28 308 /06/59/2- $ /43;/6./27 8 308 /4 +7/7 12+./4/2.732 328 /+ 4 89./ 308 / +6 32-37- +836 196/ 3;/674/-869 30 +6 32-37- +836 4 +7/7 12+ 730+ +6 32-37- +8366/46/7/28 21+ 892 21036 / 4/6 /2-21./8/-83623 7/036! Г! Г.6 :/ Г! Г /2 +2.! $3 + /+0+ 6-3 4+6 732,/8;//28 /:+6 3977 89+8 327Г 8 /23 7//59 :+ /28-327/6:+8 :/036-/-+2+1+ 2,/ -+ -9 +8/.$+, / 1 :/7+2 3:/6: /;308 //00/-8730./8/-83623 7/328 /4 +7/ +1,/8;//28 / +6 32-37- +8367 12+ +2.8 /.6 :/ 7 12+ 920 8/6/. 0 8/6/. $+, / /8/-83623 7/.+8+036 +6 32-37- +8367; 8 +2.; 8 398! 0+-836 /2 +2-/ /28! 0+-836 + 6 :/+ 4 89./ :/6+1/4 +7/./1 " #4 +7/23 7/./1 59 :+ /28036-/ :/6+1/4 +7/./1 " #4 +7/23 7/./1 59 :+ /28036-/ + ' 8! 0+-836/2 +2-/ /28 63 8 /23 7//59 :+ /28036-/7 2$+, / 803 3;78 +8! 0+-836/2 +2-/ /28 / 47 2 463: 218 /7/27 8 : 8 368 /09 06/59/2-6+21/Г8 /23 7//59 :+ /28 036-/036! +2.! Г /2 7+,3988 /7+ /08/60 8/6 21Г8 /4 +7/7 12+ 30! +7+ 3;/623 7//59 :+ /28036-/#8 Г! Г /2 +7+ 3;/623 7//59 :+ /28036-/ 76

Noise measurements -3 4+6/.83! $ 7 7,/-+97/8 /./8/-8 3230+ /63-6377 21,/-3 /7 36/ +--96+8/+8+ 1 /6+ 4 89./ 87 39.,/238/.8 +88 /23 7//59 :+ /28036-/ ;39.,/ 3;/6 08 /4 +7/;39.,/./8/6 2/.; 8 + 36/734 78 -+8/. 8/- 2 59/Г036/ + 4 /+ 3-2+ 4 0 /6Г; /6/8 / /+796/ /28308 /4 +7/ 7238 73 /./4/2./28328 / /63-6377 21308 / +6 32-37- +8367 12+ ' /2 8/.,./8/-83623 7/Г! 0+-836/2 +2-/ /28.3/7238 463:/8 / 7/27 8 : 8 28 /06/59/2-6+21/97/.036463,/ 83 7+ 4 /. 78+2-/-32863 Г 08 / + 4 89./30+ +6 32-37- +836 797/.+7+ /+796/036463,/ 83 7+ 4 / 28/6+-8 32' /28 /4 +7/308 /37- +836 797/.Г! 0+-836/2 +2-/ /28 463:/7 8 /7/27 8 : 8,/-+97/30+ +61/637- +836+ 4 89./ 3;/:/6Г97 21+ 36/ 734 78 -+8/. /8 3.83./8/-88 /4 +7// 2+8/78 /+.:+28+1/30! 0+-836 /2 +2-/ /28 4.5 Noise measurements ' /28 /23 7/328 /+ 4 89./ 364 +7/7 12+ 7 /+796/.036+ 6/+ 7 78/ Г 8,/-3 /7 +6.83. 7-6 2+8/8 /6 + 23 7/063./8/-83623 7/Г+78 /3,7/6:/. 23 7/;,/+-3, 2+8 32308 / 8;3 2 378/ 4/6 /28+ -+7/7Г 8 /./8/-83623 7/ 78 /.3 2+28 7396-/3023 7/$3:/6 0 8 /6/79 87 3,8+ 2/.063 8 /7 9 +8 327Г+ 892 21036 ; 8 +0,/6+88+- /. +2.+! 0+-83630 7/ - 8/.+8 6/732+2-/$ /892 21036 + 4 89./ 76/-36./.0367; 8 8 /78/4730 7$ /+ 4 89./ ;+7-37/283,/308 /7+ /36./6 +78 /3,7/6:/.23 7/Г; - ;+7.3 2+8/.,./8/-83623 7/ 196/ /8/-83623 7/+73,7/6:/.063 + 892 21036 ; 8 +2+896+! 0+-83630$ / + 4 89./:/67978 / 77 3;20368 /892 21036 ; 8 398! 0+-836/2 +2-/ /28Г; 8 8 /! 0+-836 /2 +2-/.83+2. 77

4 Q-factor enhancement 196/ 3;/674/-869 30+892 21036 + 4 89./ 7 12+ 7Г; 8 +2+896+! 0+-83630Г+2.+2/2 +2-/.! 0+-83630+2. 08/63,8+ 2 218 / + 4 89./0368 /892 21036 ; 8 +2+896+! 0+-83630 Г8 /! 0+-836 7 79,7/59/28 /2 +2-/.83+ :+ 9/30+2. 196/ 7 3;78 / /00/-87308 /! 0+-836 /2 +2-/ /28-6-9 8 08 /! 0+-836 7/2 +2-/.83 Г8 /23 7/,/-3 /7 +61/Г/74/- + 8 / 3; 06/59/2- -3 432/287$ 7 7,/88/6: 7, / 28 /43;/6 74/-86+308 /+ 4 89./ 7 12+ 7 2 196/ $ /74/-86+308 /7 12+ 7+6/ 92 036 Г; - ;39. -320 6 8 +88 /.3 2+28 8 4/3023 7/ 7./8/-83623 7/ 3;/:/6Г32 8 /-9830006/59/2-308 /892 21036 ; 8 +2/2 +2-/.! 0+-836300+ 7; 8 28 /06/59/2-6+21/308 /74/-869 $3+2+ / 08 // 86+23 7/0368 / 1 /6/00/-8 :/! 0+-8367 7-3 4/27+8/., 8 / / 86+7/27 8 : 8 +773- +8/.; 8 + 1 /6! 0+-836Г8 /23 7//59 :+ /28036-/7+6/ -+ -9 +8/. 2$+, / $+, / /8/-83623 7/.+8+036 +6 32-37- +8367; 8 +2.; 8 398! 0+-836 /2 +2-/ /28! 0+-836 :/6+1/+ 4 89./ & " #+ 4 89./23 7/ & # 12+ 83 23 7/6+8 3 59 :+ /28036-/ 2 $+, / Г7 3;78 +88 /! 0+-836/2 +2-/ /28.3/7238 463:/8 /7/27 8 : 8 308 / 892 21036,+7/.7 /+6036-/./8/-8 32 28/6 73023 7//59 :+ /28036-/2 +2-21 8 /! 0+-836063 83Г8 /23 7//59 :+ /28036-/.3/7238- +21/2 +2-21 8 /! 0+-83683+:+ 9/306/79 87 2+ +61/623 7//59 :+ /28036-/8 +20368 / 78

Conclusions 892 21036 ; 8 +2+896+! 0+-83630$ 7-+2,// 4 + 2/., 8 /0+-88 +8036 +61//2 +2-/ /287308 /! 0+-836Г8 /! 0+-836/2 +2-/ /28-6-9 8 7 36/ / 83,/-3 / 278+, / $+, / #/27 8 : 8 30! 0+-836/2 +2-/ /2883./: +8 327 28 /-3 4/27+8 32036 8 /.+ 4 21! 0+-836/2 +2-/ /28 / 86+ -3 4/27+8 32 / 86+ -3 4/27+8 32! 0+-836!! 0+-836! / 86+-3 4/27+8 32 6/79 8 21 2 278+, 8! 0+-836 ) $ //00/-8 :/! 0+-836 7 2:/67/./4/2./28328 /. 00/6/2-/,/8;//28 /.+ 4 21γ +2.8 /-3 4/27+8 320368 /.+ 4 211' /28 /. 00/6/2-/ γ 1 77 + -3 4+6/. 838 /.+ 4 21γГ+7 + - +21/ 28 /-3 4/27+8 3216/79 87 2+ +61/- +21/ 2 /00/-8 :/! 0+-836$ 7 78 /-+7/; /28 //00/-8 :/! 0+-836 7/2 +2-/.83 1 :+ 9/7$+, / 7 3;78 //00/-830+7 + ГГ- +21/ 2-3 4/27+8 320368 /.+ 4 21Г0368 //00/-8 :/! 0+-836797/. 28 / /+796/ /287$ /$+, /+ 737 3;7 3; 9- / 86+-3 4/27+8 32 72/-/77+6 83 + /8 /-3 4/27+8 32/59+ 838 /.+ 4 21Г6/79 8 21 2+2 20 2 8//00/-8 :/! 0+-836+2.+2 278+, /7 78/ 36786321 /2 +2-/.! 0+-8367Г8 723 7/+2..6 08 28 /! 0+-836/2 +2-/ /28-6-9 8; 8 8 /4/6036 +2-/+2.7/27 8 : 8 308 /7 /+6036-/./8/-8 327 78/ 4.6 Conclusions $ /7 9 +8 327+6/.32/036 +6 32-37- +8367+7036-/7/27367$ /6/79 87+6/:+. 036+2 036-/7/27368 +8-+2,/./7-6,/., + +6 32-37- +83663 7 9 +8 327 +2. /+796/ /287Г 803 3;78 +88 /! 0+-836/2 +2-/ /28-6-9 8.3/7 2-6/+7/8 / /00/-8 :/! 0+-836$ /7/27 8 : 8 3;/:/6Г 778 8/., 8 /6 + 23 7/36./8/-836 23 7/$ /! 0+-836/2 +2-/ /28.3/7 246 2-4 /238 463:/8 /4/6036 +2-/36 7/27 8 : 8 30+ +6 32-37- +83697/.036036-/./8/-8 32Г79- +77 /+6036-/./8/-8 32; 8 892 21036 700/-8 :/ Г8 /7+ /23 7/ 746/7/28+8+ 1 /6+ 4 89./ 308 /892 21036 $ /6/-+2,/+46+-8 -+ +.:+28+1/Г 08 /+ 4 89./308 /892 21036 7 12+ 7./8/-8/.97 21+" #./8/-836Г; 8 + +61/,+2.;.8 Г8 / 1 /6+ 4 89./308 /! 0+-836/2 +2-/.892 21036 7 12+ 6/79 87 2+,/88/67 12+ 8323 7/6+8 3' /28 / 4 +7/ +1,/8;//28 /892 21036 7 12+ +2.8 /.6 :/092-8 32 797/.+7+ /+796/036 8 /7 /+6036-/ 28/6+-8 32,/8;//2463,/+2.7+ 4 /Г8 /! 0+-836/2 +2-/ /28-+2 2-6/+7/8 /7 12+ 83 23 7/6+8 3Г 08 /4 +7/./8/-8 32 7,+7/.328 218 / /63-6377 21308 /892 21036 7 12+ ' 8 36/+.:+2-/../8/-8 32/ /-8632-7Г/1+ 79

4 Q-factor enhancement 3-2+ 4 0 /6Г8 /7 12+ -+2,/. 7-6 2+8/.,/88/6063 8 /23 7/ 2-6/+7 218 / 8 /-3278+2830+ 3-2+ 4 0 /6+ 3;7+ 36/7/27 8 :/34/6+8 32308 /7 /+6036-/./8/-8 32-3 4+6/.838 /97/30! 0+-836/2 +2-/ /28Г+7 8/ 2+8/7 36/ 1 06/59/2-23 7/+2. 8.3/7238+ 4 0 3;06/59/2-23 7/Г+78 /! 0+-836 /2 +2-/ /28-6-9 8.3/7! 0+-836/2 +2-/ /28 723897/09 036 2-6/+7 218 / 7/27 8 : 8 30+8 /6 + 23 7/Г36./8/-83623 7/ 8/.036-/./8/-836! 0+-836/2 +2-/ /28-39.,/97/09 27 89+8 327; /6/+ 1! 0+-836 72//./.036 38 /66/+73278 +2 9787/27 8 : 8,8+ 2 21036-/. 78+2-/-96:/7 2+83-036-/ -637-34 1 8,/+133.+44 -+8 32' /28 //00/-873023 7/-+2,/2/1 /-8/.Г! 0+-836/2 +2-/ /28 +78 /7+ //00/-8+7+2+896+! 0+-836308 /7+ /:+ 9/ 80

References 4.7 References +1 2173087+ 4 /7 2 59.; 8 892 21036,+7/.7 /+6036-/ -637-34 Г ' "/27/2Г :+2 9 78Г# /6Г44 7 /88 Г4 2-3;7 Г /:/ +2. Г 6 1/6Г 217&Г9-7 Г44 7Г# $ #9 - / Г" 7 / Г.+ 7Г +6+ 31 9Г# 22/Г!9+8/Г /:/ +2.Г 8+ +6Г../6832Г 1 74//.8+44 21 3./ +1 21; 8 +-8 :/!-32863 036 +83-036-/ -637-34 Г 44 7 /88 Г $+ + 3Г 9 4 6 7Г /7Г -32/;8326/1 /. 2+ -036-/ -637-34 2 59.Г 44 7 /88 Г 9 4 6 7Г $+ + 3Г /7Г -8 :/59+ 8 0+-836-32863 2 59.7036036-/ 74/-8637-34 Г +21 9 6 Г $+ + 3Г 9 4 6 7Г + 3 Г /7Г / -+ 7/27367+2., 37/27367 2 59./2: 632 /28,+7/.32-63-+28 /:/67; 8 + 4 0 /.59+ 8 0+-836Г % 86+ -637-34 Г " +11 Г 6+2-3,6/132Г #89./697Г 277 2Г /8+ /.+2+ 7 730036-/7 20 9/2-21 +8/6+ 6/73 98 32036! -32863 +2.8+44 21 3./Г 44 7 /88 Г # +3Г Г# /2 /68Г 2-3;7 Г / / /6Г. /6Г 9-7Г 1 59+ 8 +44 2130 4638/ 2-3 4 / /7,. 2+ -7-+22 21036-/ -637-34 Г / 4 7- / Г $+ + 3Г 9 4 6 7Г" ;/2Г /7Г 1!. 2+ -036-/ -637-34 2 59.+2. 87+44 -+8 3283 : 21-/ 7Г 34 7 Г 7 4 / 3./ 03663;2 +2 38 32 /+. 21838 / +21/: 2/59+8 32 Г./ 6338 Г 7 Г4 92.+ /28+ 8783036-/./8/-8 3297 2159+68 892 21036 7 Г" 63,/6Г - 3: -Г #- 9- Г /77 +2Г 2. / +22Г +66+ Г $ / +22Г# +297Г"/:#- 27869 Г4 +,& /;Г+8 32+ 27869 /28736436+8 32Г 34+- 4; Г978 2Г$ Г%# +66+ Г" 63,/6Г 63-# Г4 $ "9 8/6Г &//6 +2Г :+2./6 '/60Г :+2 9 78Г 2+ -,/ +: 3630 892 21036 7 /+6 036-/0//.,+- Г 44 7 /88 Г $ "9 8/6Г :+2./6 '/60Г &//6 +2Г +6- + +6+ 3Г' "/27/2Г :+2 9 78Г% 86+ -637-34 Г4 81

82 4 Q-factor enhancement

Near-field optical microscopy 28 7 +48/6Г+2/;./7 12/./+6 0 /.#-+22 2148 -+ -637-34/ # 036, 3 31 -+ 789. /7; 8 7 21 / 3 /-9 /7/27 8 : 8 7/ 4 3 /.' 8 8 /2/; -637-34/Г+789. 7 +./307+ 4 /7 321 3 /-9 /7Г µ +2. 2 6/74/-8 :/ Г+6/97/.833,8+ 2834316+4 - +1/7 936/7-/2-/ +1/730 7 21 / 3 /-9 /7+88+- /.837 368786+2.730,9,, / +6/97/.83-+ -9 +8/ 8 /. 78+2-/7,/8;//28 /7/ 3 /-9 /7"/4/8 8 :/ +1 217 3;78 +88 /7 21 / 3 /-9 / 3-+ +8 32+--96+- 783 2 Г; - 7+236./630 +12 89./,/88/6 8 +28 / 3-+ +8 32+--96+- 3,8+ 2/., 0+6 0 /.8/- 2 59/7$ /3,7/6:/. 3-+ +8 32+--96+- 7-37/838 /-+ -9 +8/.Г7 3823 7/ 8/.+--96+- 30 2 83

5 Near-field optical microscopy 5.1 Introduction /+6 0 /.#-+22 2148 -+ -637-34 # Г+ 6/+. 2863.9-/. 2 +48/6 Г 300/67+29,/630+.:+28+1/73:/6 36/-32:/28 32+ 8 4/730348 -+ -637-34 Г /1-3203-+ +2.;./ 0 /. -637-34 2-6/+7/.6/73 98 32Г32 8/., 8 / +4/6896/7 /308 /2/+6 0 /.463,/Г7 9 8+2/397./8/-8 3230834316+4 +2.2/+6 0 /./00/-87308 // /-86-0 /.+88 /+4/6896/-+2,/97/.036+ 36/-3 46/ /27 :/ 789. 308 /7+ 4 /92./6 2:/78 1+8 3278 /1 +770,/6463,/7+6// 86/ / 06+1 /Г # 7+2/ +,36+8/8/- 2 59//74 8/+ /003687328 /./:/ 34 /2830+ 36/ 63,978463,/Г 0,/6463,/7+6/78 8 / 37879--/7709 $ /-3 4 -+8/. 34/6+8 32 878 /46+-8 -+ 97/30# 83+44 -+8 327; /6/8 /+.:+28+1/7308 7 8/- 2 59/+6/-69- + 2/ + 4 /3079- +2+44 -+8 32 7+789. 300 936/7-/28 +,/ /.4638/ 27 28/6+-8 21; 8 $ /+-59 6/.834316+4 308 /-+2,/97/.83 3-+ / 786+2.730$ /348 -+ 7 12+ 063 8 /0 936/7-/28 3 /-9 /7+88+- /.838 / 4638/ 27-+2,/97/.83. 78 219 7. 00/6/288 4/7304638/ 27+2.836/73 :/8 /6/ +8 :/ 437 8 32308 /4638/ 27; 8 6/74/-8838 / 23; /.1/+,3988 /437 8 3230+2. 28/6+-8 32,/8;//274/- 0-4638/ 27+2.-+2 /+.83+,/88/692./678+2. 2130Г 036/ + 4 /Г.+ +1/6/4+ 6 /- +2 7 7 3-+ +8 32300 936/7-/28463,/7 97 210+6 0 /.8/- 2 59/7 7+ 6/+. ;./ 97/. 3;/:/6Г+,/88/6 3-+ +8 32 +--96+- 7/ 4/-8/.036# Г8 +2 7838 /,/88/6348 -+ 6/73 98 32 $ 7 +48/6./ 32786+8/78 /4377, 8 833,8+ 2834316+4 -+ +1/730; 8 8 /2/;./7 12/. 27869 /28968 /6 36/Г+7+./ 32786+8 32308 /+- /:+, / 3-+ +8 32+--96+- 307 21 /0 936/7-/28 3 /-9 /797 21# Г8 /6/ +8 :/ 437 8 3230 3 /-9 /7+88+- /.83 7./8/6 2/. 5.2 Sample preparation $ /7+ 4 /46/4+6+8 32-+2,/. :./. 2838;378/47 28 /0 67878/4Г+79 8+, / 79,786+8/036+2.7 21 / 3 /-9 /./8/-8 32; 8 # 746/4+6/.$ /7/-32. 78/4-327 787308 /./437 8 32308 /328 779,786+8/ 5.2.1 Substrate preparation 36834316+4 - +1 2130Г8 /79,786+8/2//.783,// 86/ / 0 +86/7 - /+:/. -+463:./7+2+83 -+ 0 +879,786+8/ 3;/:/6Г8 /348 -+ 4634/68 /7+6/ 0+6063./+ +7 -+ 7, 6/06 21/28+2. +7+6/ +8 :/ 1 +,73648 3230 1 83:/6 1 +77/7 +:/133.348 -+ 4634/68 /7Г,98 +:/+7960+-/6391 2/778 +8;39.46/:/28 8 /834316+4 -./8/-8 3230 84

Topography of DNA 7+73 98 32Г+4 /-/30 -+ 71 9/.83+-3:/61 +77 /2 / 7/6Г Г97 21 +2%& -96 211 9/ 36 +2.348 -+ +. /7 :/23 08/6-96 21Г8 / -+ 7- /+:/. 928 32 +8 2 + /630 -+ 7 /08328 /-3:/61 +77 978,/036/./437 8 218 / 328 /79,786+8/Г8 / -+ 7- /+:/.32-/ 36/$ /838+ 8-2/77308 /1 9/+2.8 / -+ +783,/8 2-3 4+6/.838 /8-2/77308 /-3:/61 +7730µ Г738 +88 / -+7960+-/ 7; 8 28 /;36 21. 78+2-/308 / -637-34/3, /-8 :/-3 /-8 218 / 1 8 5.2.2 DNA deposition $ 6//8 4/730;/6/97/.36:/6 0 -+8 32308 /+- /:+, /6/73 98 32Г µ 321λ +2.,4 2.39, /786+2./.;/6/ +1/.367 21 / 3 /-9 /0 936/7-/2-// 4/6 /287Г,4 2-327869-8;+7 2:/78 1+8/.Г ; /6/8 //2.7308 /8;3786+2.7 +8-83036.39, /786+2./.Г,98; /6/8 /.. /4+68.3/7238 +8-,9,, / 308;37 21 /786+2./.4 /-/730 7036 /.,/8;//28 / +8-21/2.7 3 /-9 / 7+88+- /.8332//2.308 / -327869-8 2+ -+7/7Г8 /;+7. 98/.83+-32-/286+8 3230 21µ 28 / 03 3; 2173 98 32 $6 7,900/6Г4 +2. 1,398 µ 308 / 73 98 32;+7./437 8/.32+06/7 - /+:/. -+7960+-/08/67/:/6+ 298/7 30 2-9,+8 32Г8 /7+ 4 /;+76 27/.; 8 16+./;+8/6+2..6 /.; 8 2 8631/2-32:/28 32+ -+28 /:/6,+7/.+83-036-/ -637-34/;+797/.83:/6 0 8 / 46/7/2-/30 28 /-366/-8-32-/286+8 32328 /7+ 4 / 5.3 Topography of DNA 196/ 7 3;773 /7 /+6036-/ +1/730$ / +1/7;/6/3,8+ 2/.328 / 2/;./7 12/.2/+6 0 /.348 -+ -637-34/Г./7-6,/. 2D Г97 21+49 /.Г 8+4/6/.0,/6Г-3+8/.; 8 + 9 29 +7463,/368 /7/7 /+6036-/ +1/7Г8 /348-7 308 /2/+6 0 /. -637-34/+6/23897/.+2.8 /3 /67 323, /-8 :/ 7/ - +21/. ; 8 + 321;36 21. 78+2-/+ 63, /-8 :/830+- 8+8/8 /-3+67/+4463+- 308 /463,/ 838 /7+ 4 / +1/77 3;920 8/6/..+8+Г/ -/480368 /79,86+-8 3230+4+6+,3 + +8/+- 2/ $ / +1/7;/6/+-59 6/.; 8 +7-+274//.30 2/7 196/ + Г, +2. - 7 3; 8 /834316+4 30 µ 321λ 3 /-9 /7 196/. 7 3;78 /834316+4 30 2 321.39, /786+2./. 3 /-9 /7$ /" #23 7/ 28 / +1/7 7 2 +7+4/67 78/2-/ /218 30 2 7+-327/59/2-/Г8 / µ 321 3 /-9 /78/2.83-978/6Г; /6/8 / 2 321 3 /-9 /7.3238-978/6 85

5 Near-field optical microscopy +, -. 196/ + $34316+4 30 µ 321λ Г, 33 232λ Г - 0968 /6 33 2 32λ. $34316+4 30,4 2.39, /786+2./. 3 /-9 /7$ / +1/7 7 3;8 +8 3218/2.783-978/67 368/6Г,4.3/7238-978/6Г 3;/:/6Г 8 7 +6./683. 7-6 2+8/063 8 /23 7/ +1/77 3;920 8/6/..+8+Г/ -/480368 / 79,86+-8 3230+4+6+,3 ++8/+- 2/ +1/7+6/ 4 / 7Г7-+274//. 2/7 $ /834316+4-6/73 98 3230# 7 8/., 8 6//0+-8367 $" #' 8 +2 27869 /28./7 12/.83;36 ; 8 28+-8-/ 7Г./8/-8 21 723886 : + $ /7-+26+21/ 7µ µ µ 2 Г +2.. 6/-8 32 $ / /+78 7 12 0 -+28, 8308 /, 8 28 // /-8632-7-366/7432.783+ / 1 8. 00/6/2-/302 $ 7 7 36/8 +203968 /78 / / 1 8308 / 87/ 0$ / 7-+26+21/308 /7-+22/6 28 /. 6/-8 32-+2,/6/.9-/.,. :. 218 /398498 :3 8+1/308 / 1 :3 8+1/+ 4 0 /6, +-3278+28% 8 +8/ 8 /6/73 98 32308 / 7-+22/6 7./8/6 2/., 8 // /-8632-23 7/7+:3 8+1/30 & 7/2391 036+ / 1 8- +21/308 /7-+22/6/59 :+ /28838 / / 1 830Г-+6/7 39.,/8+ /283 2 /8 // /-8632-23 7/ 86

Topography of DNA "& %$ $ /834316+4-6/73 98 32 2# 7+ ;+ 7 8/., 8 / -32:3 98 32; 8 8 /463,/ 2 196/ Г+.6+; 2130+3-97/. 32/+ /.# 463,/Г 77 3;2Г; 8 32834+,4,9,, / 3 /-9 /837-+ / $ /97/30 /.463,/7 7./7 6+, /0368 / 6/ -/ /28348 -+ 4634/68 /7 28/6 7 308 6391 498+2.46/7/6:+8 323043 +6 +8 32Г 3;/:/68 /-32:3 98 32308 /0 +8 /2.0+-/; 8 8 /7+ 4 /; 7/:/6/ 88 /834316+4-6/73 98 32:/28 391 8 /6/; + ;+ 7,/73 /463869. 214+68308 /463,/8 +8./8/6 2/78 /834316+4-6/73 98 32Г 8 7- /+68 +8063 79- +463,/ +6. +2 834316+4 -+2,// 4/-8/.036,9,, / 196/ /.# 463,/Г8 /.+6 7438 28 /-/28/6 78 / +4/6896/Г8 /7966392. 21 +8/6 + 78 /+ 9 29-3+8 212834308 / 463,/Г 28 /-/28/6308 /+4/6896/ 7+ 3 /-9 /Г.6+;2837-+ / & "$ #36# /+796/ /287327 21 /0 936/7-/28 3 /-9 /7Г 8 /0 936/7-/2-/ 7-3 /-8/., + 3 /67 323, /-8 :/2 2./ +8-21 3 + /6 746/7/28,/8;//28 /1 +77-3:/67 4 7+ 4 / 8 +8 77-+22/.+2.8 / 78+8 32+6-637-34/3, /-8 :/$ /3 4/./78 / 38 32308 /-3:/67 4+2. 2863.9-/7 /- +2 -+ :,6+8 327 28 /-3:/67 436+23, /-8 :/; 8 + 3;/6Г 8 / 4+-8308 /3 + /6,/8;//2-3:/67 4+2.3, /-8 :/ 7 /77Г 3;/:/6+88 /-378 30+ 3;/64 3832-3 /-8 32/00 - /2- $92 21 036,+7/.7 /+6036-/./8/-8 32+ 3;7834316+4 - +1 21307 21 / 3 /-9 /7 3;/:/6Г 2# / 4/6 /287Г8 /834316+4-6/73 98 32-+2,/ 8/., + 2 /- +2 -+ :,6+8 327 2.9-/., 8 /3, /-8 :/+2.463,/-32:3 98 32$ / 834316+4 - +1/7; 32 7 3;+2 2. 78 2-874380367 +,9,, / 3 /-9 /7+2. 7238:/6 97/09 87

5 Near-field optical microscopy 5.4 Localization accuracy of single molecules: theory 7. 7-977/.,/036/Г0 2. 218 /6/ +8 :/437 8 3273074/- 0-4638/ 27-+2 / 4 +27;/6 2159/78 327328 / 28/6+-8 32 /- +2 7 7308 /7/4638/ 27; 8 +,/ 2174/- 0-4638/ 27; 8 0 936/7-/28 +,/ 7+ 3;7348 -+./8/-8 32308 / 437 8 32308 /4638/ 27$ /+--96+- 30 3-+ +8 32-+2,/,/88/68 +28 /6/73 98 32 308 /348 -+ 7 78/ 97/.830 2.8 /437 8 32308 / +,/ /.4638/ 2778 /8/6 7 3-+ +8 32+--96+- +2.6/73 98 32+6//+7-32097/.Г 8 7 4368+2883. 78 219 7,38 8/6 7 5.4.1 Localization accuracy versus resolution ' 8 0+6 0 /.8/- 2 59/7Г8 /6/73 98 3230+2348 -+ +1 217 78/ 7./0 2/.+78 / 2 9. 78+2-/,/8;//28;3./28 -+ 43 287396-/7Г; /6/8 / +1/7308 /8;3 43 287396-/778 -+2,/. 7-6 2+8/.%7 218 /"+ / 1-6 8/6 32Г8 /6/73 98 32 7./0 2/.+78 /. 78+2-/063 8 / + 9 2 28/27 8 308 / +1/308 /0 67843 28 7396-/838 /0 678 2 9 2 28/27 8 28 / +1/308 /7/-32.43 287396-/ 2+. 006+-8 32 8/.7 78/ 97/.83 +1/8 /0 936/7-/2-/3043 28 /7 21 / 3 /-9 /7Г8 /6/73 98 32+--36. 21838 /"+ / 1-6 8/6 32 7 λ " = -------------- ; /6/" 78 /6/73 98 32Гλ 78 /;+:/ /218 308 /0 936/7-/28 1 8+2. 78 / 29 /6 -+ +4/6896/308 / -637-34/3, /-8 :/368 4 -+ 0 93634 36/7 +1/.; 8 +-3203-+ -637-34/Г8 /6/73 98 32 7 28 /36./6302 Г; /6/8 /+4/6896/ 7 / 8/.6/73 98 3230# 7 28 /36./6302 832 $ / 3-+ +8 32 +--96+- 3;/:/6Г-+2,/,/88/68 +28 /6/73 98 32' /2 2. :.9+ 3 /-9 /7-+2,/. 7-6 2+8/.,+7/.32348 -+ 4+6+ /8/67- +6+-8/6 78-036/+- 3 /-9 /Г/1 43 +6 +8 32+2.;+:/ /218 Г. 78+2-/7,/8;//2 3 /-9 /77 + /68 +28 /6/73 98 32 -+2,/ /+796/. 28 /-+7/30-3203-+ -637-34 Г8 /437 8 3230+0 936/7-/28 3 /-9 /;,/ 2 8 /-/28/6308 /. 006+-8 32 8/.7438 28 /-+7/30# Г8 / +1/30+ 0 936/7-/28 3 /-9 /./4/2.7328 /. 43 /. 43 / 28/6+-8 32,/8;//2463,/+2. 3 /-9 /36-6-9 +6 43 +6 /. 1 8+2. 3 /-9 /7; 8 +2 24 +2/. 43 / 36 /28+8 32Г8 /437 8 32 7 28 /-/28/6308 /0 936/7-/287438$ /+--96+- 30 3-+ +8 32 7+-3 4 / 092-8 32308 /29,/6304 38327-3 /-8/.Г8 / 0 936/7-/2-/,+- 16392.Г8 /7 +4/+2.8 /6/73 98 32308 / +1/308 / 3 /-9 / +2.8 /. 2+ -,/ +: 36308 / 3 /-9 / 2+, /28-32. 8 327Г 3-+ +8 32 +--96+- /730 2 +:/,//23,8+ 2/.97 21-3203-+ -637-34 Г $ / 3-+ +8 32+--96+- -+2,/ 463:/. 2-3203-+ 36;./ 0 /. -637-34, 2-6/+7 218 /29,/6304 38327-3 /-8/.063 8 / 3 /-9 /33 218 /7+ 4 /83 88

Localization accuracy of single molecules: theory -6 31/2-8/ 4/6+896/7Г036/ + 4 /Г 463:/78 / 3-+ +8 32+--96+- 83 2 Г #8 Г8 / 3-+ +8 32+--96+- 7/ 4/-8/.83,/,/88/697 21# Г.9/ 838 /2+663;6/74327/092-8 32 2 5.4.2 Shot noise limited localization accuracy 0 8308 / +1/30+7 21 / 3 /-9 /; 8 8 /6/74327/092-8 32308 / +1 21 7 78/ 6/79 87 2+74/- 0-3-+8 32; 8 +-/68+ 2+--96+- %2./68 /03 3; 21 +779 48 327Г8 /+- /:+, /+--96+- -+2,/-+ -9 +8/. 3 /-9 +60 936/7-/2-/ 28/27 8 0 9-89+8 327+6/./8/6 2/., 7 3823 7/ +- 16392.0 936/7-/2-/0 9-89+8 327+6/ 8/., 7 3823 7/ +- 16392.0 936/7-/2-/ 7 3;-3 4+6/.838 / 3 /-9 +60 936/7-/2-/7 12+ $ /6/74327/308 / +1 217 78/ 83+43 28 / 2498 7 23;2 36# Г8 /0 6788 6// +779 48 327+6/979+ :+.$ / 7 +4/308 /6/74327/092-8 32 3;/:/6Г 7. 00/6/28063 8 / +977 +26/74327/092-8 32 20+6 0 /.348-7; 8 ++977 +2 2498 0 /.Г8 +8 7236 + +779 /.036 3-+ +8 3230 3 /-9 /7 Г $ /6/74327/092-8 32036+# 463,/-+2,/-+ -9 +8/.063 8 / / /-86-0 /.+88 /+4/6896/Г8 / 28/6+-8 32308 // /-86-0 /.; 8 8 /0 936/7-/28 3 /-9 /+2.8 / / 77 324+88/62308 / 3 /-9 / $ / 3./ 308 // /-86-0 /.+8+ 79,;+:/ /218 +4/6896/ 2+8 2Г 4/60/-8-32.9-8 217 //830 /8+ Г./:/ 34/., /8 / +2. 39; + 4Г -+2,/97/.83 -+ -9 +8/8 // /-86-0 /.+88 / +4/6896/30+2/+6 0 /.348 -+ 196/ $ /73. 2/ 2. -+8/78 /+4463 +8/. 6/74327/092-8 3230# 463,/83+43 28 / 2498+8437 8 32 $ /+4/6896/7 / 7 Г8 /,+- 16392. /:/ +2.8 /7 12+ +,3:/8 /,+- 16392.# 2+. 78+2-/δΓГ8 /6/74327/6 7/7 063 8 /83#$ /.388/. 2/ 2. -+8/8 / /+796/. 6/74327/+8+437 8 32 ; 8 +2/6636σ 463,/$ /6/74327/092-8 3230+2 +1/30+7 21 / 3 /-9 /-+28 /2,/0392.97 21 8 / /8 3.7./:/ 34/., /8 1 +2./67/2 /-+97/8 /+4/6896/+2.+ 12 /28036/:/6 2/+6 0 /.463,/ 773 /; +8. 00/6/28 +2.,/-+97/8 /6/74327/30+7 21 /0 936/7-/28 3 /-9 /./4/2.7328 /36 /28+8 32 308 /. 43 / 3 /28308 +8 3 /-9 /+2.8 /. 43 /. 43 / 28/6+-8 32; 8 8 / 89

5 Near-field optical microscopy 463,/Г8 /6/74327/092-8 32308 / +1 217 78/ 71/2/6+ 238 23;2 /6/Г8 / 6/74327/ 7+4463 +8/., 8 /092-8 327 3;2 2 196/ $ /46/7/28/.092-8 32 7+2+4463 +8 32308 /6/74327/092-8 32/ 4/-8/.036 3 /-9 /7; 8 +2 24 +2/. 43 / 3 /28Г- 6-9 +643 +6 /./ - 8+8 32+2.8 /463,/- 37/838 /7+ 4 / 7960+-/$ /+.:+28+1/308 /+4463 +8/.6/74327/092-8 32 78 +8 8-+2/+7,/ 4 / /28/. 2+0 8+ 136 8 +2.8 +8 8 74377, /83-+ -9 +8/8 /+- /:+, / +--96+- +2+ 8 -+ $ /+4463 +8/.6/74327/092-8 32 2 196/ 7./7-6,/., "# (,, ) # 036 -- δγ # # ------ -- δγ 036 -- δγ < δγ 036 -- < -- ' /6/" 78 /6/74327/092-8 3230437 8 32 Г# 78 /7 12+ /:/ +,3:/8 /,+- 16392. /:/ Г 78 /437 8 32308 /43 28 /7396-/Г 78 /7 /308 / +4/6896/+2.δΓ 78 /. 78+2-/3:/6; - 8 /6/74327/6 7/7063 83# 0 8308 /6/74327/092-8 32838 /3,7/6:/.7 21 / 3 /-9 /7 12+ -+2,/ +./, 2 21 χ (#, ) = σ = ----- [" (#, ) ] ; /6/χ 7+ /+796/0368 /59+ 8 308 /0 8Гσ 78 //6636328 / 8 /+796/.:+ 9/ Г" 78 /:+ 9/308 /6/74327/092-8 32+88 / 8.+8+43 28+2. 78 /29,/630.+8+43 287,/8;//2437 8 327 +2. $ /:+ 9/730#+2. ; /6/χ 7 2 /.+6/# +2. 7 6/74/-8 :/ $ //6636 28 /437 8 328 +8 70392.8 7;+ (# ( ), ) ------------------------ -- ----- " (# σ,, ). ; /6/ 7+-3278+288 +2./4/2.7328 /29,/63006//0 84+6+ /8/67360 8 4+6+ /8/6Г; 8 + σ -320./2-/ 8Г Г0360 84+6+ /8/67Г +2.036 0 84+6+ /8/67Г $ /6/74327/092-8 32" -+223;,/./0 2/.Г+--36. 2183 196/ 90

Localization accuracy of single molecules: theory $ /759+6/308 /./6 :+8 :/30" 7 " (#,, ) 036 -- δγ ------ # 036 -- δγ < δγ 036 -- < -- #9,78 898 21 2 /+.783 ( ) --------------------- ---------- δγ ------ # -----. δγ σ $;38/6 7-3286,98/838 /23 7/ 8 /23 7/ 28 /0 936/7-/2-/7 12+ +2.8 /23 7/ 2 8 /,+- 16392.%2./68 /+779 48 328 +88 /23 7/ 28 /,+- 16392. 7 2./4/2./28308 /437 8 32Гσ " Г+2.97 21 Г8 / 28/16+ 2 -+2,/6/;6 88/2 δγ -----. σ = δγ -------------------. # ------ + δγ 63:./.8 +8#Г8 / 28/16+ 2 -+2,/73 :/.+2. 6/79 87 2 -------------- ---------- δγ ------ --------------------- # # 2 -- + 7-39.,// 4/-8/.Г8 /6/ +8 :/+--96+- 308 / 3-+ +8 32 7./4/2. 21328 / 7 3823 7/ 28 /7 12+ Г # $ /6/ +8 :/+--96+- 2-6/+7/7+ 73; 8 8 /29,/630.+8+43 287 Г,/-+97/; 8 36/.+8+43 287Г8 /23 7/ 7+:/6+1/.3:/6 36/ 43 287$ /0+-88 +88 //.1/7308 /6/74327/092-8 32+6/ 36/ 4368+28036 3,8+ 2 21+2+--96+8/0 88 +28 /-/28/64+68308 /6/74327/092-8 32 76/0 /-8/., 8 /./4/2./2-/308 /+--96+- 328 //.1/7 +642/77 δγ $ /7 12+ 83,+- 16392. 6+8 3 +7+ 1 4+-8328 /+--96+- 32 036 3;:+ 9/7308 /7 12+ 83,+- 16392. 6+8 3$ /7//00/-87-+2,/-3 4+6/.836/79 87036++977 +26/74327/092-8 32 "(#,, ) = #/ 4 ( ) ----------------- Γ 91

5 Near-field optical microscopy +977 +26/74327/092-8 326/79 87 2+6/ +8 :/ 3-+ +8 32/6636 -------------- Γ --------- --------------------------------------------- Γ # 8 9 9 ----- / --. 9 # 8 ; /6/8 Γ+2. Γ 78 /29,/630.+8+43 287; 8 2ΓГ Γ Γ 08 76/+732+, +61/Г / 378308 /+977 +24/+ 797/.0368 / 3-+ +8 32+2.8 /7 12+ 83,+- 16392.6+8 3 7 +61/Г8 /0 6788/6 28 / 28/16+ 2 6/.9-/783 π +2.8 / 7/-32.8/6 6/.9-/783 -- -- 8 $ /6/ +8 :/ 3-+ +8 32/6636 23;6/.9-/783 # -------------- Γ --------- ---------------------------- Γ # π -- 8 # :/28 391 8 /6/74327/092-8 32 759 8/. 00/6/28Г8 /7+ // / /287+7 2 -+2,/0392. 2 368 /29,/630.+8+43 287Г8 /7 12+ 786/218 +2.8 /7 12+ 83,+- 16392.6+8 3Г8 7 73,: 397$ //.1/7 +642/77 7 4-8./0 2/. 28 /. /27 32 /77:+6 +, /8 5.5 Localization accuracy of single molecules: experiment $ /. 78+2-/7,/8;//27 21 / 3 /-9 /7 +:/,//2 /+796/.83/ 4 36/8 / 438/28 + 30# 83./8/6 2/8 /. 78+2-/7,/8;//27 21 / 3 /-9 /7 2+ -327869-8$ /+--96+- 3,8+ 2/.0368 /. 78+2-/7,/8;//28 /7/ 3 /-9 /7 7+2 2. -+8 320368 /+- /:+, /+--96+- 97 21# 5.5.1 Experimental setup $ / 3 /-9 /7;/6// - 8/.+8 2 ;+:/ /218 $ // - 8+8 32 1 8;+7 0 8/6/.; 8 + 2 0 8/6 /1+48 -+,/036/-394 21 2838 /# 0,/6Г83/ 2+8/+9830 936/7-/2-/308 /86+274368+8 320,/68 +8,6 2178 / 1 8063 8 / +7/6838 /7/894$ // - 8+8 32 28/27 8 ;+7< '- $ /0 936/7-/2-/;+7-3 /-8/.; 8 + Г3 /67 323, /-8 :/Г8 /20 8/6/.97 21+ 3214+770 8/6 /1+48 -+ +2.03-97/.32+24 3832-3928 21:+ +2- / 383 3./ /6 2 /6Г 92

Localization accuracy of single molecules: experiment 5.5.2 Single molecule imaging 2D Г+ /8 3.;+7./:/ 34/.036/78 +8 218 /9 8 +8/ 3-+ +8 32+--96+- 30 7 21 / 3 /-9 /7 28 /46/7/2-/307 3823 7/+2.+6/ +8 :/ 1 7 12+ 83,+- 16392. 6+8 3 /6/8 /+--96+- 7 8/., 3 773278+8 78-7 26/+ 8 Г8 /+--96+- -+2,/ -32786+ 2/., +29,/630+.. 8 32+ 7396-/7Г79- +74 383. 2+ -7307 21 / 3 /-9 /7Г. 0097 3230 3 /-9 /7Г7-+22/6232 2/+6 8 Г.6 08 28 / 27869 /28/8-36;+6. "/:/67/ 0 7 +, -. 196/ 936/7-/2-/ +1/7307 21 / 3 /-9 /73,8+ 2/.; 8 # $ /. 7-6/8/ 9 47 2 28/27 8 +6/+2 2. -+8 328 +88 /3,7/6:/. 3 /-9 /7+6/ 2.//.7 21 / 3 /-9 /7 + +2., +6/8 / +1/73,8+ 2/. 2036;+6.+2.6/:/67/7-+2. 6/-8 326/74/-8 :/ - +2.. +6/+ 33 2Г+1+ 2 28 /036;+6.+2.6/:/67/7-+2. 6/-8 32Г32 3 /-9 /7 2 + +2., +1/7+6/ 4 / 7+2.7 3;920 8/6/..+8+$ / 28/16+8 328 /;+7036 + +2., 7+2.036 - +2.. 7$ /29,/67 2 + 2. -+8/8 / 3 /-9 /78 +8;,/ 97/.036 3-+ +8 32$ /+663;7 2, 2. -+8/8 /437 8 32308 / 2/86+-/7 28 /0+78 0 +2. 7 3; 7 7-+2. 6/-8 328 +8+6/7 3;2 2 196/ +2. 196/ 196/ 7 3;70396-327/-98 :/# +1/732+29,/6307 21 /0 936/7-/28 3 /-9 /7$ / 3 /-9 /77 3;,/ +: 368 +8 7236 + 27 21 / 3 /-9 /./8/-8 32 2+ 321/68 /7-+ / 2 196/ + +2., Г.+6 4/6 3.7-+2,/ 3,7/6:/. 28 /36./630 787 368/6 28/16+8 328 /7 2 196/ - +2.. Г8 / 93

5 Near-field optical microscopy.+6 4/6 3.7+6/78 46/7/28Г 3;/:/6+ 730+78/60 9-89+8 327 28 /0 936/7-/2-/ 28/27 8 -+2,/3,7/6:/.+8+8 /7-+ / 28 /36./630 7$ /7/0+780 9-89+8 327 -+2,/+886,98/.83/ -967 327308 / 3 /-9 /838 /232 0 936/7-/2886 4 /878+8/ $ /0 936/7-/2-/-39286+8/ -+2,/-+ -9 +8/.063 8 /.+8+ 28 / +1/77 3;2 2 196/ $ /+:/6+1/ 28/27 8 3,7/6:/.063 8 / 3 /-9 /7 2 196/ 7-39287$ /,+- 16392.Г -327 78 21398308 /,+- 16392. 28 /./8/-8 32 +2.8 /.+6-39287308 / Г 7-39287$ /7 12+ 83,+- 16392.6+8 3 78 /2 196/ 2/86+-/ 28 /0+787-+2. 6/-8 32+88 / 437 8 32 2. -+8/.; 8 +663; 0 2 196/ 2/86+-/7 3;78 /-39287 4/64 / +7+092-8 3230 437 8 32Г+2.+7# 7+ 7-+22 218/- 2 59/Г+ 73+7+ 092-8 32308 / 2/86+-/30+2 +1/+77 3;2 2 196/ Г 28 / 0+78. 6/-8 32; +:/+ 7 368/68 /7-+ /8 +2+ 2/86+-/ 28 / 7 3;. 6/-8 32 $ / 2/86+-/ 28 /0+787-+2. 6/-8 327 3;2 2 196/ Г 78+ /232+ 2/; /6/ 8 / 3 /-9 / 7238 2+.+6 78+8/ 87 3;78 /-32:3 98 32308 / 3 /-9 /; 8 8 / 463,/$ /4630 /-+2,/97/.83/78 +8/8 // - 8+8 324630 /308 /# 463,/ $ /86+4/ 3.+ 7 +4/Г+779 /. 2D +44/+6783,/+6/ +6 +, 6/+732+, / +4463 +8 32$ /4+6+ /8/67+7. 7-977/. 2D +6/ δγ 2 Г0368 /;.8 30 8 //.1/308 /4630 /308 /7 21 / 3 /-9 /+2.8 /7 /308 /+4/6896/ 2 $ /29,/6304 / 7Г36.+8+43 287Г; 8 28 / +1/3032/ 3 /-9 /./4/2.7328 / 29,/6304 / 7 28 / +1/Г8 /463,/7 /+2.8 /7-+26+21/ = -------------------------- 4 / 7 7-+26+21/ 78 / +1/7+6/ 4 / 7Г8 /29,/630.+8+43 2878 +8-+2,/97/.83./8/6 2/8 /437 8 3230+ 3 /-9 / 7 94

Localization accuracy of single molecules: experiment $ / 2/86+-/ 28 /7 3;7-+2. 6/-8 3246/7/28/. 2 196/ Г7 3;7+ 36/ /66+8 -,/ +: 36$ 7-+2,/ / 4 + 2/., 8 /+619 /288 +8 # 7+7-+22 218/- 2 59/ 28 /7 3;7-+2. 6/-8 328 /6/ 7+ 78 /1+4,/8;//2.+8+ 43 287328 7 2/86+-/ 36 378 3 /-9 +6 4 383. 2+ -7Г8 7 7+ 321 8 / 28/6:+ +2.:+ 9/7,/8;//2.+8+43 287+6/238-366/ +8/.0364 383. 2+ -7 +6 4/6 3.7+6/+2/ -/48 32 +2.-39./ 8/280363:/6 36/ 196/ 2/86+-/ 28 /7 3;7-+2. 6/-8 32+88 / 437 8 32 2. -+8/.; 8 +663; 7 2 196/ 8 +232/.+8+43 28$ / 06/59/28.+6 4/6 3.7Г3,7/6:/. 28 / 196/ + +2., -+97/8 //66+8 -,/ +: 363,7/6:/. 2 196/ #9 +6 21Г8 /03 3; 214+6+ /8/67-+2,/0392.063 8 /.+8+46/7/28/. 2 196/ $+, / +6+ /8/67036-+ -9 +8 3230438/28 + 7 21 / 3 /-9 / 3-+ +8 32 +--96+- 2 196/ 3 /-9 / δγ 2 2 # -287-287 # + +2., - +2.. ' 8 8 /7/.+8+ 8 74377, /83-+ -9 +8/8 /7 38 23 7/ 8/.+--96+- 0368 /7/ 4+6+ /8/67 28 /-+7/308 / 3 /-9 /7 2 196/ + +2., Г8 //6636 28 / 437 8 32 7 2 Г 28 /-+7/308 / 3 /-9 /7 2 196/ - +2.. Г8 //6636 28 / 437 8 32 7 2 5.5.3 Intermolecular distance measurement $ / 3-+8 327308 / 3 /-9 /7 2 196/ -+223;,/./8/6 2/.$ /.+6 4/6 3.7 +73,7/6:/. 2 196/ -3286,98/786321 838 /χ /6636 28 /0 8+7./0 2/. 2 D -6377-366/ +8/308 / +1/; 8 +2./+ /.6/74327/092-8 327 39.,/ /77 7/27 8 :/838 /4 383. 2+ -730+7 21 / 3 /-9 /Г+78 /; 3 / +1/308 / 95

5 Near-field optical microscopy 3 /-9 / 78+ /2 283+--3928-2.6 -+ 6/74327/092-8 32 7-37/2 +:+ 9/30 ; 8 2+. 7 ; 8 +6+. 978 +8 +8- /78 /7 /308 / 3 /-9 /7 28 / +1/+2.+ :+ 9/303987./8 +8. 7 368 / + 9 :+ 9/7 28 /-6377-366/ +8/Г8 / 3-+8 32 308 /. 7-366/7432.7838 / 3-+8 327308 / 3 /-9 /7 %7 218 7 /8 3.Г8 /437 8 3230 3 /-9 /7 7./8/6 2/. 2 196/ + +2., $+, / 37 8 3230 3 /-9 /7 2 196/ + +2., 036;+6. 6/:/67/ 3 /-9 / 2 2 2 2 ' 8 8 /7+ / /8 3.Г8 /437 8 3230 3 /-9 /78 +8+6/46/7/28 2 196/ - +2.. -+2,/-+ -9 +8/.+98 327 39.,// /6-7/.; /2-327./6 218 /437 8 32 30 3 /-9 / Г8 +8 +7+437 8 32-37/83 3 /-9 / 28 / +61/67-+26+21/Г8 / + 136 8.3/7238. 7-6 2+8/ 3 /-9 /+2. $+, / 37 8 3230 3 /-9 /7 2 196/ - +2.. 036;+6. 6/:/67/ 3 /-9 / 2 2 2 2 $3./8/6 2/8 /+--96+- 28 / 3-+ +8 32Г+. 78+2-/7,/8;//2 3 /-9 /7+6/ -+ -9 +8/.0368 /0396 +1/7 2 196/ 9/83 2+--96+- 28 /437 8 32./8/6 2+8 32Г. 00/6/28. 78+2-/7;,/0392.,/8;//28 /7+ / 3 /-9 /7 2 96

Localization accuracy of single molecules: experiment. 00/6/28 +1/7$ 6//16394730 +1/7+6//:+ 9+8/.$ /0 67816394-328+ 278 / +1/730 196/ + +2., Г8 /7/-32.16394-328+ 278 / +1/730 196/ - +2.. +2.8 / +7816394-328+ 27+ +1/730 196/ $ /. 78+2-/7Г 2 +2.,/8;//28 / 3 /-9 /78 +8+6/46/7/28 2+ +1/7 232/ 16394+6/-+ -9 +8/.368 /7+ /. 78+2-/ 28 /. 00/6/28 +1/7Г8 /78+2.+6../: +8 32 2 +2. 7+-59 6/.$ /+:/6+1/30+ 78+2.+6../: +8 327 78 /+--96+- 308 /-+ -9 +8/.. 78+2-/%2./68 /+779 48 328 +88 / 3-+ +8 32 +7 +4463 +8/ 8 /7+ /+--96+- 036+ 3 /-9 /7Г8 / 3-+ +8 32+--96+- -+28 /2,/0392.,. :. 218 /+--96+- 2. 78+2-/, $+, / # 21 / 3 /-9 / 3-+ +8 32+--96+- 6394 +--96+- 2. 78+2-/ 3-+ +8 32+--96+- +-- 2. 78 196/ + 3 /-9 /7. 78+2-/7 2 2 2 2 + Г, - Г. + Г, Г - Г. + $ /. 78+2-/7,/8;//2 3 /-9 /7+6/-3 4+6/.0368 / /+796/ /287 2. -+8/. 28 7-3 9 2 ' /28 / 3-+ +8 32+--96+- 7-+ -9 +8/.036+16394-327 78 213983032/ /+796/ /28 28 /036;+6.. 6/-8 32+2.32/ /+796/ /28 28 /6/:/67/. 6/-8 32Г 8 /6/ 7786 21. 00/6/2-/,/8;//28 /+--96+- 28 / +2. 28 /. 6/-8 32 /6/ 8 //00/-8308 /.+6 4/6 3.,/-3 /7/ 2/28$ /8 /-3278+28+773- +8/.; 8 8 /7/.+6 4/6 3.7 7 +61/-3 4+6/.838 / 28/16+8 328 /+2.7 3;-3 4+6/.838 / 2/ 06/59/2-28 /0+787-+2. 6/-8 32Г8 /.+6 4/6 3. 978 3;/678 /+ 392830 1 8Г ; / 28 /7 3;7-+2. 6/-8 32Г8 /+44+6/28437 8 32308 / 3 /-9 / 7, +7/. 33 21 232+0/; 3 /-9 /7 2-6/+7/78 /+- /:+, /+--96+- Г,/-+97/8 / 29,/630.+8+43 287 7 2-6/+7/.78 / 28/16+8 328 / 7-37/27 368/60368 / 7 + /67-+26+21/Г8 //00/-830/ -967 327838 /86 4 /878+8/,/-3 /7238 -/+, / 2 8 /0+787-+2. 6/-8 32$ /0 9-89+8 327 28 /0 936/7-/2-/ 28/27 8 -+97/., / -967 327838 /86 4 /878+8/Г+.:/67/ 20 9/2-/8 / 3-+ +8 32+--96+- 0368 /0+78 7-+2. 6/-8 32$31/8 /6Г8 /7//00/-87 2-6/+7/8 /+--96+- 036 /+796/ /287 2 196/ - +2.. Г 3;/:/6 3;/68 /. 00/6/2-/,/8;//28 /0+78+2.8 /7 3;7-+2. 6/-8 32 3 4+6 21+ /+796/ /287 2 196/ Г / + Г, Г - +2.. Г7 3;7+;367/ 3-+ +8 32+--96+- 8 +28 /36/8 -+ / 4/-8/. 2D # 3823 7/ 28 /./8/-8 32308 /7 12+ +2.,+- 16392. 72388 / 8 210+-836 2./8/6 2 218 / 97

5 Near-field optical microscopy 437 8 32308 / 3 /-9 / 2 21+2./ -967 327838 /86 4 /878+8/7 088 //78 +8/. 437 8 32+;+ 063 8 /6/+ 437 8 32308 / 3 /-9 /$ / +61/ 2+--96+- ; /2+ 0396 +1/7+6/8+ /2 283+--3928Г-+27 4,// 4 + 2/., 8 /0+-88 +88 / 7-+22/6..238 +:/+0//.,+- - 6-9 883-32863 8 /437 8 32308 /7-+22/6 / 3 232 2/+6 8 ;./-6/+7/8 /+--96+- 2 3-+ +8 32307 21 / 3 /-9 /7 $ // 4 6 -+ 0392.+--96+- 7+,39832/36./630 +12 89./,/88/68 +28 / +--96+- 0392.; 8-3203-+ -637-34 Г Г 36;./ 0 /. Г -637-34 "/-/28 Г 3/ /8+ 6/4368/.+ 3-+ +8 32+--96+- 30 2 97 210+6 0 /. 8/- 2 59/7$ 7 3-+ +8 32+--96+- 77 +6838 / 3-+ +8 32+--96+- /76/4368/. /6/Г 3;/:/6 3/ /8+ ;36 /.+8-6 31/2-8/ 4/6+896/7Г-3 /-8/. 4 38327 2+838+ 28/16+8 328 /30 7Г; - 78 /7 36/4 38327+2.+ 8 /7 321/6 28/16+8 328 /-3 4+6/.838 /.+8+46/7/28/. /6/$ /794/6 36 3-+ +8 32+--96+- 036# 7/ 4 + 2/.,38, 8 / 1 /66/73 98 3230# +2., 8 /7 + / - 8+8 32:3 9 /Г6/79 8 21 2+ 1 7 12+ 83,+- 16392.6+8 3 5.6 Conclusions /+6 0 /.#-+22 2148 -+ -637-34 Г 7+79 8+, /8/- 2 59/0367 21 / 3 /-9 / 0 936/7-/2-/./8/-8 32.:+28+1/7+6/8 / 1 6/73 98 32Г7 + / - 8+8 32:3 9 / +2.8 /-3, 2/.834316+4 $ /834316+4 30 3 /-9 /7-+2,/6/73 :/.97 217 /+6036-/./8/-8 32; 8 + 2/+6 0 /.348 -+ 463,/$ /97/30+23 /67 323, /-8 :/Г 2863.9-21 /- +2 -+ :,6+8 327838 /7 78/ +2.8 /0 +8/2.0+-/308 /463,/Г 8 218 / +8/6+ 6/73 98 32Г6/.9-/8 /59+ 8 30834316+4 - +1 21 $ / 1 6/73 98 32+2. 1 7 12+ 83,+- 16392.6+8 3 + /# 8 /46/0/66/. 8/- 2 59/036+2+44 -+8 32; /6/8 /./8/-8 3230. 78+2-/7,/8;//27 21 / 0 936/7-/28 3 /-9 /7 7 4368+287 321+78 / 3 /-9 /7 +:/. 00/6/28348 -+ 4+6+ /8/67. 43 /36 /28+8 3236/ 77 32;+:/ /218 Г8 /. 78+2-/77 + /68 +28 / 6/73 98 32308 / +1/,/8;//2 3 /-9 /7-+2,/./8/6 2/.; 8 +2+--96+- 30+ 0/;2 87 + /6. 78+2-/7 936/7-/2-/"/732+282/61 $6+270/6 "$,/-3 /7 +438/28 + -+2..+8/83+-59 6/. 78+2-/ 2036 +8 32 $ / 3-+ +8 32+--96+- 3,7/6:/. 28 /.+8+46/7/28/. 28 7 +48/6 7 2 28 / 0+787-+2. 6/-8 32+2. 2 28 /7 3;7-+2. 6/-8 32Г; - 77 12 0 -+28,/88/6 8 +26/79 87; 8 + 8/62+8 :/8/- 2 59/7 $ /3,7/6:/.+--96+- /7+6/308 /7+ / 36./6+78 /9 8 +8/ 830+,398 2 Г 2-+7/8 +88 /.+8+;39.,/ 8/., 7 38 23 7/ 28 / /+796/ /28 98

References 5.7 References $ "9 8/6Г 3/67Г :+2 9 78Г -630+,6 -+8 32302/+6 0 /.348 -+ 463,/7Г &+-#- $/- 23 Г 39Г. +Г 7Г# $ 3 7Г# 96+.Г '/+:/6Г /2/6-7-+22/. 463,/ -637-34/7/27367, -3, 2/. -63 +- 2 21+2./ /-8632,/+ 8 316+4 Г &+- #- $/- 23 Г &3 340Г "9.3;Г$ / 2 37Г + -/+Г /78/67-9 /Г 3. 0 /.0+,6 -+8 32 463-/77036+4/6896/463,/-+28 /:/67Г -637- Г ' 3/ Г,6+ + Г' 60/.Г +- /6Г + 6Г -630+,6 -+8 32302/;7/27367 0367-+22 21463,/ -637-34 Г -63 /- -63/21 Г +,/6Г ++7Г "+ +: Г% 7- /6Г 2+ -036-/. 78+2-/-32863 79 8/.83 :+6 397463,/70367-+22 212/+6 0 /.348 -+ -637-34 Г "/:#- 27869 Г " - /68Г 6/ +2.Г /67/2Г / 2 / +22Г #- 6 +22Г' 3/ Г% #8+90/6Г./ "33 Г /+6 0 /.0 936/7-/2-/ +1 21; 8 2 6/73 98 32,+7/.32-630+,6 -+8/.-+28 /:/6/.463,/7Г 44 7 /88 Г $ "./6Г +/ /Г /.Г# & 2 /,/61Г # 8 /63;Г +1 2130 59.-6 78+ 7Г 97 21+2/;7-+22 212/+6 0 /.348 -+ -637-34/; 8-630+,6 -+8/.8 47+2.7 /+6 036-/./8/-8 32Г "/:#- 27869 Г Г /23 /8Г /74328Г &/88 1/6Г% #8+90/6Г' 3/ Г./ "33 Г$ 9/2 Г /62+ Г +659 7 '/, /Г -63 +- 2/.4 3834 +78-463,/0367-+22 212/+6 0 /.348 -+ -637-34 Г "/:#- 27869 Г Г /8 1Г 22Г # '/ 2/6Г 3, 2/.7 /+6036-/+2.2/+6 0 /.7-+22 21348 -+ -637-34 Г 44 7 /88 Г /8 1Г" - /78/6Г # 21 / 3 /-9 /73,7/6:/., 2/+6 0 /.7-+22 21348 -+ -637-34 Г #- /2-/Г &//6 +2Г 88/6Г 9 4/67Г :+2 9 78Г 1./0 2 8 32+4/6896/463,/7036 2/+6 0 /.348 -+ -637-34 Г0+,6 -+8/., 03-97/. 32,/+ 21Г 44 7 /88 Г #/1/67 3 8/2Г ' +2Г ' 1/67Г' &/6 /9 /2Г$ /20/6 2 Г 3/ + /67Г 6/:/Г 883Г #-+22 21-3203-+ 0 936/7-/2-/ -637-34 036 7 21 / 3 /-9 /+2+ 7 73029- /38.// - 7 326/4+ 6-3 4 / /7Г 83,/79, 88/.839- -.7"/7 $ #-.8Г #- 8 Г' +9 1+682/6Г 69,/6Г #- 2. /6Г +6+-8/6 +8 3230 4 3834 7-7+2. 3, 8 307 21 / 3 /-9 /7 2+0 9. 4. /,6+2/Г 7 / Г $ #-.8Г #- 8 Г' +9 1+682/6Г 69,/6Г #- 2. /6Г +1 21307 21 / 3 /-9 /. 0097 32Г 63-+8-+.#- Г #- 8 Г #- 2. /6Г$ #-.8Г # 21 / 3 /-9 / -637-34 32 3./ /,6+2/7 6/:/+ 7+23 + 397. 0097 32Г 34 7 Г -+ Г$ +643:+Г 334/6Г 32- / 3Г $ 6//. /27 32+ +1 21,./-32:3 98 32-637-34 Г /8 3.7 Г :+2 /2Г /6Г #-.8Г /6Г 6+ /2 300Г. /27 32+ 794/6 6/73 98 32, 74/-86+ 7/ /-8 :/ +1 21Г / 7 /88 Г 99

5 Near-field optical microscopy #- 8 Г& +7897 /2 3Г 69,/6Г 2+97Г 6+1 Г #- 2. /6Г +1 2130 2. :.9+ 32- +22/ 7 2 :/-/ 7+8 2 6/73 98 32Г # 21 / 3 Г $ +-378/Г - + /8Г 2+9.Г# / +Г : 7+837Г# '/ 77Г % 86+ 1 6/73 98 32 9 8-3 36-3 3-+ +8 32307 21 /0 936/7-/28463,/7Г 63-+8-+.#- Г #-.8Г +1362 Г#' / Г #9,6/73 98 32+ +. 78+2-/ /+796/ /287 20+6 0 /. 0 936/7-/2-/ -637-34 ; 8 46/- 7 3230 2+23 /8/6Г "/:#- 27869 Г - + /8Г$ +-378/Г# '/ 77Г % 86+ 1 6/73 98 32-3 3-+ +8 323074/-86+ 7/4/6+, /43 28 /0 936/7-/28463,/7Г /8 3.7Г 3/ Г 96+2.Г +8797 8+Г :+2./6 //6Г 6+ /2 300Г #-.8Г 48 -+ 0+6 0 /. -637-34 307 21 / 3 /-9 /7; 8 2 +8/6+ 6/73 98 32Г -637-Г $ +8792+1+Г +6 Г$ /77 3Г 9Г #+2-+6Г "/4 -+8 324638/ 2-320/67 7869-896/ 74/- 0 -/2.329- /+7/+-8 : 8 /7838 / "+2. 79,92 8730 9 +2 6/4+ 6/ - 7 3229- /+7/Г 3 / Г :+2 9 78Г +6- + +6+ 3Г 3/67Г &//6 +2Г$ "9 8/6Г /+6 0 /. 0 936/7-/2-/ +1 21301/2/8 - +8/6 + 83;+6.8 / 3 /-9 +6 8Г #869-8 3 Г +6- + +6+ 3Г &//6 +2Г# $ :+2 3368Г./ 6338 Г 6/:/Г :+2 9 78Г /+6 0 /.348 -+ -637-34 036789. /7+88 /7 21 / 3 /-9 +6 /:/ Г 3 +1 21Г +6- + +6+ 3Г &//6 +2Г$ "9 8/6Г :+2 9 78Г /+6 0 /.348 -+ +2. 7 /+6 036-/ -637-34 307 21 /0 93634 36/7+2. 3 /-9 /7Г % 86+ -637-34 Г 9627Г + 7Г 6 78 +2Г" +:.732Г #86+8/1 /70363,8+ 2 21 794/66/73 98 3297 2174/-8637-34 -.+8++7-32786+ 287Г 44 48 Г 3,6300Г 37 8 32 /+796/ /28; 8 +6/73 98 32+2.23 7/ 8/. 27869 /28Г "/: #- 27869 Г 2./6 / 2Г 37 8 32+ +2.8/ 436+ +--96+- 307 21 / 3 /-9 /86+- 21Г # 21 / 3 Г /8 /Г 7"/:Г 39; + 4Г 47"/7"/4Г /8 1Г 63437/. /8 3.036 3 /-9 +6348 -+ +1 21Г 48 /88 Г /67/2Г +6- + +6+ 3Г 3:382 Г &//6 +2Г 9 4/67Г :+2 9 78Г 20 9/2-218 /+219 +6/ 77 3230+7 21 / 3 /-9 /Г 7"/: /88 Г &//6 +2Г# 21 / 3 /-9 /./8/-8 32; 8 +2/+6 0 /.348 -+ -637-34/Г 8 /7 7 %2 :/67 8 30$;/28/Г$ //8 /6 +2.7Г &//6 +2Г +6- + +6+ 3Г 9 4/67Г :+2 9 78Г $ / :+6 2186 4 /878+8/ 0/8 /7307 21 / 3 /-9 /7Г 7"/: /88 Г $ +Г$ 2./6 /Г 1 /86//Г# / +Г " #/ : 2Г# '/ 77Г 63-+8-+.#- Г 100

General discussion and outlook $ 7 +48/6. 7-977/78 / 4 -+8 327308 /;36./7-6,/. 28 78 /7 70368 /0 /. 30#-+22 21 63,/ -637-34 2398 33 71 :/232438/28 + +44 -+8 327 28 / 2/+609896/Г; 8 +2/ 4 +7 732892 21 036,+7/.83-36-/ -637-34 +2., 3 31 -+ +44 -+8 327036/+6 0 /.#-+22 2148 -+ -637-34 # 6/ 2+6 6/79 87./ 32786+8/8 /0/+7, 8 30# ; 8 7 21 / 3 /-9 +6 7/27 8 : 8 2+ 59./2: 632 /28 101

6 General discussion and outlook 6.1 Introduction #332+08/68 / 2:/28 3230#-+22 21$922/ 21-637-34 Г +; 3 /6+21/30 8/- 2 59/7-+ /+,398Г; /6/+7 + 7/2736463,/7 3-+ 4634/68 /730+7+ 4 /32+ 2+23 /8/67-+ / 36 378308 /7/7-+22 21463,/8/- 2 59/7Г+2+ 8/62+8 :/ /8 3. ;+72/-/77+6 83./8/-88 /463,/ 83 7+ 4 /. 78+2-/ 0+68 / 378:/67+8 / /8 3. 783 /+796/036-/ 28/6+-8 32,/8;//2463,/+2.7+ 4 / $92 21036 7Г+7./7-6,/. 28 78 /7 7463:./32/308 / /8 3.783 /+796/ 28/6+-8 32036-/7,/8;//2463,/ +2.7+ 4 / $92 21036 7 +:/8 / 63;2- +6+-8/6 78-7 2; - 8 /. 00/6063 -+28 /:/6,+7/. 036-/7/2736797/. 283-36-/ -637-34 -3 4+6 732-+2,/ +./ 2 8/6 7307/27 8 : 8 Г6/73 98 32Г74//.Г/+7/ 30 97/+2.-378 2/+6 0 /.#-+22 2148 -+ -637-34 # Г892 21036 7+6/8 / 3784349 +6 036-/7/27367 8/62+8 :/ /8 3.7+6/+ 73+44 /.Г79- +7 3. 0 /. -+28 /:/67 +2.7/:/6+ 348 -+ 036-/./8/-8 327- / /7 28 7 +48/6Г8 /46374/-8 :/97/30892 21036 7 7./7-6,/.Г0 678 2 / +44 -+8 327+2.7/-32. 2/+6 0 /.#-+22 2148 -+ -637-34 # +44 -+8 327 6.2 Tuning forks in AFM +48/6 /78+, 7 /.892 21036 7+7+2/ -/ /28+ 8/62+8 :/83-+28 /:/67+7036-/ 7/27367 2 $ /. 78 2-8- +6+-8/6 78-730892 21036 76/79 8 2+.:+28+1/7+2.. 7+.:+28+1/7-3 4+6/.83-+28 /:/67327/:/6+ +74/-87 ## $ & $ /-+97/308 / 6 1 746 21-3278+2830 Г892 21036 7+6/ 9279 8+, /036-328+-8 3./+44 -+8 327+2. 78+8-036-/74/-8637-34 2 3./7 ; /6/8 /463,/ 737- +8/.4/64/2. -9 +6838 /7960+-/ 232-328+-8 3./ Г8 / 4/6036 +2-/ 2+, /28-32. 8 327 7-3 4+6+, /036892 21036 7+2.-+28 /:/67$ / 746 21-3278+2830892 21036 7 778 1 /6-3 4+6/.838 /746 21-3278+28306/19 +6 232-328+-8 3./-+28 /:/67 < Г /88 / 1 /6! 0+-836 2+ 6+2.8 /7 + /6 463,/+ 4 89./-3 4/27+8/0368 7 3;/:/6Г; 8 8 /./:/ 34 /28309 86+ 8 2 -+28 /:/67Г Г +: 21+746 21-3278+28 28 /36./630 Г-+28 /:/67 +:/8 /,/78438/28 + 036./8/-8 32307 + 036-/7 2+ 59./2: 632 /28Г8 / 1 746 21-3278+2830892 21036 7 7238-3 4/27+8/., + 1! 0+-836+2. -+28 /:/67 +:/8 /,/784/6036 +2-/ 102

Tuning forks in AFM "# %$ $ / 1 78 002/7730892 21036 7Г-3, 2/.; 8 8 /6/ +8 :/ 1 +776/79 8 2+7 + + 4 89./-+97/., 8 /6 + 23 7/-3 4+6/.83-+28 /:/677+ 6/79 8Г8 /+- /:+, / / 1 86/73 98 32 7,/88/6036892 21036 7Г/:/2+ 3; 21./8/-8 323079, +83-0/+896/7 $ / +8/6+ 6/73 98 32; 2,38 -+7/7,/ 8/., 8 /463,/-32:3 98 32' /2+463,/ 7 3928/.32+892 21036 Г8 /- 3 -/30463,/ +2.8 /- 3 -/30./8/-836+6/ 2./4/2./2836-+28 /:/67Г8 /463,/+2.-+28 /:/6 +6/463.9-/.7 9 8+2/397 +2.8 / +8/6 + 30-3 -/ 7+-3 463 7/833,8+ 2+ 79 8+, /463,/32+79 8+, /-+28 /:/6 # 21/2/6+ Г232-328+-8 3./7; /6/8 /463,/ 737- +8/.; 8 6/74/-8838 / 7+ 4 /7960+-/+6/7 3;-3 4+6/.83-328+-8 3./ 36232-328+-8 3./Г8 / 036-/./8/-8 32,+2.;.8 74634368 32+ 838 /6/732+2-/06/59/2-308 /892 21036 36-+28 /:/6. :./., 8 /! 0+-836$ /+:+ +, /,+2.;.8 7 28 /7+ /36./6036 892 21036 7+2.-+28 /:/67Г; /6/8 // +-829,/6./4/2.7328 /892 21036 36 -+28 /:/630-3 -/ 892 21036 ; 8 +! 0+-83630 +7+036-/./8/-8 32,+2.;.8 30 Г+ 3; 21+7-+274//. 28 /36./630 2/7036+ 4 / +1/ #%#$ /+,7/2-/30348-7 2892 21 036,+7/.036-/./8/-8 32Г7 4 0 /78 / 97/308 / -637-34/$ /6/ 7232//.83+ 12+ +7/6,/+ 32+7 + -+28 /:/6+2. 8 /6/0 /-8/.,/+ 32+437 8 327/27 8 :/./8/-836"/0 /-8 :/7+ 4 /7.3238 2.9-/+ 6 7 30 28/60/6/2-/,/8;//2 1 86/0 /-8/.308 /7+ 4 /+2. 1 86/0 /-8/.308 / -+28 /:/6968 /6 36/Г+- 6-9 883+983 +8 -+.6 :/+892 21036 +8 876/732+2-/ 06/59/2-7/+7 83 4 / /28-6-9 88 +897/78 /892 21036 +7+2+-3978 -./8/-836-39.,/97/09 83+983 +8 -+ +4463+- 8 /7+ 4 /Г0+- 8+8 218 / 34/6+8 3230+892 21 036,+7/. /:/2 36/28 /38 /6 +2.Г892 21036 7; 8 +97+, / 463,/ 3928/.+6/238+:+ +, /-3 /6- + 3928 21+79 8+, / 463,/-39.,// +,36+8/238 /6+74/-8 78 /3--966/2-/30+292-32863 /.-328+-8,/8;//2463,/+2.7+ 4 / 8 4-6+7 38 +232-328+-8-+28 /:/6,+7/.463,/+2.+ 892 21 036,+7/.463,/;,/.+ +1/., 79- +2/:/28Г 3;/:/68 /.+ +1/;,/;367/0368 /892 21036.9/83 87 1 /678 002/77 " $92 21036 7+6/- /+4036-/./8/-8367$ /46 -/30+78+2.+6. 892 21036 7 3; < -3 4+6/.838 /46 -/30+2 -+28 /:/6 < 36 892 21036 7Г8 /463,/ 7238 2-9./. 28 /46 -/$ / +,396-37883 3928+463,/83 +892 21036 +2.8 /-378308 /463,/ 87/ 0/ 2+8/78 /+.:+28+1/ 246 -/2 ; /28 /463,/ 7 28/16+8/.; 8 8 /892 21036 Г8 /6/ 7+438/28 + +.:+28+1/ 2 46 -/$ /-378308 / -637-34/ 87/ 08 391 Г-39.,/ 3;/6036+892 21 036,+7/. 27869 /28Г,/-+97/308 / +- 30348-7+2.+ 12 /28$ / 27869 /28-+2+ 73,/ 36/-3 4+-80368 /7+ /6/+7327 103

6 General discussion and outlook $ /4634/68 /730892 21036 7-+2 + /8 / 8 /036-/./8/-83630-3 -/ 2 +44 -+8 327; /6/6398 2/ /+796/ /287 +:/83,/4/6036 /. 2+237- +8/.463,/ 3./Г; /6//+7/ 30 97/+2.7 /308 / 27869 /28+6/ 4368+284+6+ /8/67/036/ 79-892 21 036,+7/.+44 -+8 327; / /61/Г892 21036 7; 8 28/16+8/.463,/ +:/83,/./:/ 34/. 6.3 Tuning forks in NSOM 6.3.1 Applications of NSOM /036/. 7-977 218 /09896/30892 21036 7 2# Г 8 72/-/77+6 83-327./6 438/28 + +44 -+8 327Г; /6/# 78 /46/0/66/.8/- 2 59/83789. +7+ 4 /.:+28+1/730# +6/ 1 6/73 98 32Г32 8/., 8 /+4/6896/7 /+2.4/2/86+8 32./48 28 / 463,/-3+8 21 +8/6 + # + / - 8+8 32:3 9 /Г438/28 + 6/.9-21,+- 16392. 2./8/-8 3230 0 936/7-/2-/ # 9 8+2/397./8/-8 3230834316+4 Г8 +8-39. /+.83/ 86+ 2036 +8 32328 / 7+ 4 /.. 8 32+ 348 -+ 2036 +8 328 +2 7832/+6 0 /./00/-87+88 /+4/6896/308 / 463,/Г79- +7+ -3 432/28308 // /-86-0 /. 7+.:+28+1/730# +6/ +,36+8/8/- 2 59/Г.9/83/ 86/ / 06+1 /463,/7 # 3; +1 2174//.Г,/-+97/32 2036 +8 323232/4 / 7+-59 6/.+8+8 / $ /. 7+.:+28+1/730# +:/ 8/. 8797/83+44 -+8 327Г; /6/8 / 6/59 6/ /287308 /+44 -+8 326/2./6# 8 /32 79 8+, /+ 8/62+8 :/ 378 / + 4 /73079- +44 -+8 327Г; /6/+2 463:/ /28 26/73 98 32063 < 2 83 < 2 Г+7 + / - 8+8 32:3 9 /+2.-3, 2/.834316+4 +6/97/09 Г-+2,/ 0392. 2, 3 31 $ /7// + 4 /7 2-9./8 /./8/-8 32304638/ 27 2-/ /,6+2/7 +2.8 /789. 304638/ 27 28/6+-8 21; 8 Г+7. 7-977/. 2 +48/6 2/74/- 0 -+44 -+8 32Г 3832#-+22 21$922/ 21-637-34 #$ Г+292 59/833 83789. 28/16+8/.348-77869-896/7 7 /08398308 7. 7-977 32Г,/-+97/ 8 774/- 0-83 28/16+8/.348-7+44 -+8 327Г+ 8 391 8 7+7 +68/- 2 59/ 83# 104

Tuning forks in NSOM 6.3.2 NSOM in liquid 2 4368+286/59 6/ /28036 378+44 -+8 327 2, 3 31 Г 78 / /67 32308 / 7+ 4 /+2.8 978 /463,/ 2+,900/673 98 32$ /463,/ 83 7+ 4 /. 78+2-/-32863 7 36/. 00-9 8 2+ 59./2: 632 /2829,/630786+8/1 /7 +:/,//2./:/ 34/.83 /2+, /79--/7709 +44 -+8 3230# 2 59. # %$ "# 2+ 8/62+8 :/./:/ 34 /28Г; /6/ 7-+22 21 2 59. 7 +2.+836 0368 /8/- 2 59/83;36 Г 7#-+22 21 32 32.9-8+2-/ -637-34 # 278/+.30+2348 -+ 0,/6Г+1 +77-634 4/88/ 749 /.Г-3+8/.; 8 + 9 29 +2.0 /.; 8 +,900/673 98 32+7/ /-863 8/' 8 + :3 8+1/+-6377+2/ /-863./ 28 /4 4/88/+2.+-3928/6/ /-863./ 28 /,900/673 98 32 3987./8 /4 4/88/Г8 /-966/288 6391 8 // /-863./7 7+ /+796/0368 /463,/ 83 7+ 4 /. 78+2-/ +8-37/463 8 Г8 /+4/6896/ 7-37/., 8 /7+ 4 /+2.8 / 32-966/28 76/786-8/. $ 78/- 2 59/ 7;/ -+4+, /30 //4 218 /463,/7900 - /28 0+6+;+ 063 8 / 7+ 4 /7960+-/8346/:/28.+ +1/83463,/367+ 4 /Г/:/2 08 /7+ 4 /-328+ 27 : 21-/ 728 /38 /6 +2.Г8 /463,/ 83 7+ 4 /. 78+2-/ 7; 8 < 2 833 +61/83+ 3; 1 6/73 98 32 +1/7 238 /66/+7320368 /6/73 98 3283,/4336 7 8 +88 /348 -+ +4/6896/7 / 7 +61/Г,/-+97/8 /+4/6896/036 32-32.9-8+2-/30 < 2 77966392./., 1 +77 +78. 7+.:+28+1/ 78 +88 /6/4368/.,6 1 80 /. 348 -+ 7 12+ 83,+- 16392.6+8 3 732 $ 7 7833 3;83+ 3;7 21 / 3 /-9 +6 0 936/7-/2-/789. /7 $ &" ## 7. 7-977/.,/036/Г -+28 /:/67 +:/+7 12 0 -+28 3;/6746 21-3278+288 +2892 21036 7 2+ 59./2: 632 /28Г; /6/8 /! 0+-836 7 3;Г-+28 /:/67463:./ 3;/6 28/6+-8 32036-/7+2.+7 + /6- +2-/30463,/36 7+ 4 /.+ +1/-327./6+, /+ 392830;36 +7,//24/6036 /.83./:/ 34 -+28 /:/6,+7/. 36-+28 /:/6 / Г # 463,/7+2.6/-/28 46316/77 +7,//2 +./ 83;+6.78 /463.9-8 323079-463,/7 3;/:/6Г+846/7/288 /Г-+28 /:/6,+7/.# 463,/7+6/2386/+. +:+ +, /+2. 36/;36 +783,/4/6036 /.83 6/ +, 463.9-/8 /7/463,/7 2 +61//2391 59+28 8 /7 $ # " "$$ +6/# 0,/6463,/7+ 73 +:/+7 12 0 -+28 3;/6746 21-3278+28-3 4+6/.83892 21 036,+7/.463,/7%432 /67 32 2 59.Г8 /6/732+2-/06/59/2- +2.! 0+-83630+# 0,/6463,/.634Г 3;/:/6 8 /463,/ 778 97+, /0367 /+6 036-/./8/-8 32 2 59.$;38 4/730348 -+ 7 /+6 036-/./8/-8 32+6/4377, /; /2 /67 2132 8 /0,/6 28/60/63 /86 -./8/-8 32 308 /0,/637- +8 32 Г +2.348 -+,/+./0 /-8 32 38 /8 3.7 +:/463:/. 83;36 2+ 59./2: 632 /28Г 3;/:/67900/6063 8 /. 7+.:+28+1/30/ +,36+8/,/+ + 12 /28+2.+6 7 30 2863.9-21+2+.. 8 32+ 7396-/30,+- 16392. 1 8 105

6 General discussion and outlook $" "$$ ' $ $ " "#7. 7-977/.,/036/Г4 / 3/ /-86-036-/./8/-8 32 7;./ 97/. 2# $ /- +6+-8/6 78-1 746 21-3278+28308 /7/8/- 2 59/7Г 7-3 4/27+8/., + 1! 0+-836$ 7! 0+-836.63477 12 0 -+28 9432 /67 32 2 59.$346/:/28+.6+ +8 -.634 2! 0+-836Г 8 74377, /83 /67/32 8 /463,/ 2 59. %7 218 7 /8 3.Г-+6/7 39.,/ 8+ /283. 78 219 7 463,/ 59. 28/6+-8 32+2.463,/ 7+ 4 / 28/6+-8 32$ /7/ /8 3.7+6/+ 73- +6+-8/6 /., +-6 8 -+ -32863 308 /0 9. /:/ $ /+4463+-, +,/6/8+ Г 7 /777/27 8 :/838 /0 9. /:/ Г+78 /0,/6463,/8 +8 7 3928/.32+ 892 21036 Г37- +8/74/64/2. -9 +6838 /7+ 4 /7960+-/' 8 8 7 /8 3.Г8 / + 392830. 74 +-/.;+8/6 7 2 /.Г 3;/:/6Г 3928 218 /0,/6463,/+2.8 / 348 -+ + 12 /28;,/ 36// +,36+8/ $% " ##!% +48/6 + 6/+.. 7-977/.892 21 036,+7/.7 /+6 036-/./8/-8 32 2 59. 8 7- /+68 +8 28/6+-8 32036-/7 2 59.+6/ 7 12 0 -+28 1 /68 +292./6+, /28-32. 8 327 3;/:/6Г7 /+6 036-/./8/-8 32 7 78 0/+7, /Г/74/- + 320 +8Г6/ +8 :/ +6.79,786+8/7+2.# 2 59.7 39.,/ 4377, /97 21892 21036 7366/ +, / +1 21 8 72/-/77+6 83./:/ 34+- 37/.Г 8/ 4/6+896/-32863 /.-/ Г+7948323;Г8 /78+, 8 7 206 21/., /:+436+8 32+2. 8/ 4/6+896/- +21/7 6.3.3 Tuning-fork-based NSOM in liquid $38/788 /438/28 + 036# 2 59.; 8 892 21 036,+7/.7 /+6 036-/./8/-8 32Г 8 /7+ 4 / +,/ /.; 8 3 /-9 /7./7-6,/. 2D Г 7 +1/.92./6 +, /28-32. 8 327+2.; 8 8 /7+ 4 / /67/. 2 16+./;+8/6-8+8 32 ;+:/ /218 Г/ - 8+8 3243;/6+2.+ 38 /6/ 4/6 /28+ 4+6+ /8/67Г/ -/480368 / 463,/Г;/6/8 /7+ /+70368 / +1/ 2 196/ + +2., 196/ 7 3;78 /6/79 8 21 +1/$ / +1/9432 /67 32 2;+8/6 +7+. 00/6/28+44/+6+2-/$ /0 936/7-/2-/ 28/27 8 Г+08/6,+- 16392.79,86+-8 32Г 7-3 4+6+, /,/036/+2.+08/6 /67 32308 /7+ 4 /+2. +7+:+ 9/30 < -392877$ / 28/27 8 308 /,+- 16392. 3;/:/6Г +76 7/2063-392877 83-392877 $ /36 1 2308 / 2-6/+7/ 2,+- 16392. 792- /+62/ 4 +2+8 32-39.,/8 +88 /./8+- /7063 8 /7960+-/+2.-328+ 2+8/78 /;+8/6 8 391 8 7-39. / 4 + 273 / 2-6/+7/ 2,+- 16392.Г 8 792 / 8 +88 7+619 /28 78 /73 / / 4 +2+8 320368 /3,7/6:/. 2-6/+7/ 2,+- 16392.Г+7+6392.8;3 3 /-9 /7 +:/83,/ 28 // - 8+8 32:3 9 /308 /463,/238 /6Г 36/ / Г/ 4 +2+8 32-39.,/-328+ 2+8 32308 / ;+8/6; 8 0 936/7-/28 3 /-9 /7 106

Conclusions +, 196/ # +1/30 +,/ /.; 8 3 /-9 /7Г + 2+, /28-32. 8 327+2., /67/. 2;+8/6# 21 / 3 /-9 /7+6/- /+6 : 7, / +1/7 / 4 / 7Г 28/16+8 328 / 7 +1/77 3;920 8/6/..+8+ 36 36/./8+ 732 +1 214+6+ /8/677//D 196/, 7+0 67846330307 21 / 3 /-9 /./8/-8 32 2 59.; 8 +892 21 036,+7/.# $92 21036 7+6/463 7 21036-/./8/-83670362/+6 0 /.348 -+ -637-34 2, 3 31 Г/74/- + ; /2+./. -+8/.- 37/. 59.-/ 7./:/ 34/. /2+, 21+78+, /, 3-3 4+8, //2: 632 /28 6.4 Conclusions $;3./:/ 34 /287-+2,// 4/-8/.0368 /+44 -+8 3230892 21036 7 28 /2/+6 09896/ 678 78 /+44 -+8 3230892 21036 7+7036-/7/2736 2232-328+-8 "/4 +- 218 /-+28 /:/6Г +7/6. 3./+2.437 8 327/27 8 :/./8/-836, +892 21036 Г + 3;78 /./7 1230+7 4 /+2.- /+4 27869 /280366398 2/834316+4 - /+796/ /287#9-27869 /28;39. +:/8 /+.:+28+1/730/+7 463,/ 6/4 +-/ /28Г7 + 463,/37- +8 32+ 4 89./7Г +- 30348-7+2.+983 +8/. 34/6+8 32 36# 92./6+, /28-32. 8 327Г892 21036 7 +:/+ 6/+.,//28 / 37897/. 036-/./8/-8360367/:/6+ /+67Г8 +2 7838 /6/ +, 8 Г/+7/3097/+2.0 /, 8 30 892 21036 7' 8 8 /4377, 8 83+44 892 21036 7 2+ 59./2: 632 /28Г 8-+2,// 4/-8/.8 +8+2/;6+21/30+44 -+8 327; / /61/ 2, 3 31 Г; /6/8 / 1 6/73 98 32+2.-3, 2/.834316+4 30# +6/ 4368+28+.:+28+1/7 107

6 General discussion and outlook 6.5 References 22 1Г "3 6/6Г /6,/6Г #960+-/789. /7; 8 7-+22 218922/ 21-637-34 Г 7"/: /88 Г 6 /.,+- /6Г 9-7Г +77 0 -+8 32307-+22 21463,/ -637-34 /7Г 96/44 / Г $+ +23Г " /27/8 Г# # '321Г 6 /2Г 368/6Г / -+ +2., 3- / -+ +2+ 7 797 217-+22 21036-/ -637-34 Г / "/: Г & +2 Г$ #- 00/6Г +2.Г " /0Г +9,Г +27 +Г # + -+28 /:/67 036036-/74/-8637-34 307 21 / 3 /-9 /7Г 44 7 Г + 2Г "91+6Г #9, +8832/;832036-/./8/-8 32+8 / : 28/6 4/6+896/7Г 44 7 /88 Г /77, Г# /,+- /6Г / /0/.8Г +22 +68Г #9,+83-0/+896/7328 /7-32 7960+-/3,7/6:/., +83-036-/ -637-34 Г #- /2-/ Г 28 /6Г% 7- /6Г 6+270/.Г #-+22 212/+6 0 /.+-3978 - -637-34 Г 44 7 +7/6748 Г $ 96 + 9,Г# + 2/Г +. 31 9Г + +.+Г!9+8/Г /+60 /.+-3978 - -637-34 Г 63-# Г - / 7Г / 2/2Г$ 96.0 /.Г'./Г% 7- /6Г /- +22Г 9-7Г 59+68 /218 / 8/27 326/732+836+7+463,/0367-+22 212/+6 0 /.+-3978 - -637-34 Г $ 273.0 7Г./ +21/Г +, Г" 9,/27Г./ + /6Г' "/27/2Г +6- + +6+ 3Г :+2 9 78Г 1.36Г /, 3 31,/ 32.8 /. 006+-8 32 8 2/+6 0 /.7-+22 21 348 -+ -637-34 Г / #- Г :+2 33 Г 1.36Г :. 8 6/19 +8 3230 28/16 27 8 /.6 : 21036-/ 2 /9 3-8/ +. /7 32Г 9664 2/ 3 Г + 786/6 Г3 /6/28 +1 213019./.348 -+ 0 /.7Г 8 /7 7 %2 :/67 8 30 $;/28/Г$ //8 /6 +2.7Г +27 +Г 6+ /Г +68 Г# 39.Г 6+8/6Г $ /7-+22 21 32-32.9-8+2-/ -637-34/Г #- /2-/ Г 36- /:Г +7 036.Г 3:+23: -Г &3. +23 Г +,Г #-+22 21 32-32.9-8+2-/ -637-34 30 : 21-/ 7Г 34 7 Г " 63 7- Г" + Г +27 +Г 367/Г #89- Г +1 218 / 28/62+ +2./ 8/62+ 436/7869-896/30 /,6+2/7 20 9. $+44 21 3./7-+22 21 32-32.9-8+2-/ -637-34 Г 34 7 Г 36- /:Г "+:+ Г +,Г 36/ Г"'.;+6.7Г$ "+ /28Г /2/6 +2Г,6.7-+22 21 32-32.9-8+2-/+2.7-+22 212/+6 0 /.348 -+ -637-34 0368 /789. 30 : 21-/ 7Г 34 7 Г +22/ 59 78Г ;+ 383Г # +,3Г # +3Г /+6 0 /.348 -+ -637-34 ; 8 + :,6+8 21463,/ 2+59/39773 98 32Г 44 7 /88 Г $ "9 8/6Г 3/67Г :+2 9 78Г -630+,6 -+8 32302/+6 0 /.348 -+ 463,/7Г &+-#- $/- 23 Г $+ / Г 33 7/ Г" 922Г 1 6/73 98 320 936/7-/2-/ +1 21; 8 -+28 /:/6/.2/+6 0 /.0,/6348-463,/7Г 44 7 /88 Г 108

References $+ / Г //Г" 922Г # 21 / 3 /-9 /./8/-8 32+2.92./6;+8/60 936/7-/2-/ +1 21; 8 -+28 /:/6/.2/+6 0 /.0,/6348-463,/7Г 44 7 /88 Г " - /68Г 6/ +2.Г /67/2Г / 2 / +22Г #- 6 +22Г' 3/ Г% #8+90/6Г./ "33 Г /+6 0 /.0 936/7-/2-/ +1 21; 8 2 6/73 98 32,+7/.32-630+,6 -+8/.-+28 /:/6/.463,/7Г 44 7 /88 Г #+6.Г + 7Г& '/ 77/2,/61/6Г # / Г 3 4+-87-+22 21036-/ -637-34/97 21 + +7/6. 3./Г 48 /88 Г +,/ /8Г 0/00/6Г #+ + Г +659 7 '/, /Г "/.9-8 32308 4 7+ 4 / 28/6+-8 32 036-/70367-+22 212/+6 0 /.348 -+ -637-34 2+ 59./2: 632 /28Г % 86+ -637-34 Г " $3 /.3 63;Г +21Г /2Г &+/ 6+:+2 Г /+6 0 /.. 00/6/28 + 7-+22 21 348 -+ -637-34/; 8 +83-036-/6/19 +8 32Г 44 7 /88 Г /8 1Г 22Г # '/ 2/6Г 3, 2/.7 /+6036-/+2.2/+6 0 /.7-+22 21348 -+ -637-34 Г 44 7 /88 Г 3 /6Г# /6Г 1 6/73 98 32 +1 2197 212/+6 0 /.7-+22 21348 -+ -637-34 +2.7 /+6036-/0//.,+- 2;+8/6Г 44 7 /88 Г " 6922/6Г /87- Г 3 6 - /6Г +68 Г 78+2-/-32863 22/+6 0 /.348 -+ -637-34 ; 8 4 / 3/ /-86 -+ 7 /+6 036-/./8/-8 3279 8+, /036 +1 21 2 59.7Г "/: #- 27869 Г +,/6Г ++7Г "+ +: Г% 7- /6Г 2+ -036-/. 78+2-/-32863 79 8/.83 :+6 397463,/70367-+22 212/+6 0 /.348 -+ -637-34 Г "/:#- 27869 Г / Г # +21Г $63 32Г #4+ /6Г 36 +2 Г 21,3978Г +20+ 8Г +2374/-8630 9363 /86 27./ : 21-/, 7-+22 212/+6 0 /.348 -+ -637-34 Г 44 7 /88 Г //Г" #- + /6Г +,/6Г" #+ + Г 1 74+8 + 6/73 98 32 +1 21; 8 2/+6 0 /.7-+22 21348 -+ -637-34 2 59.7Г 2+ / Г 109

110 6 General discussion and outlook

Summary!9+68 892 21036 7Г36 1 2+./7 12/.03606/59/2- -32863 Г+6/7/27 8 :/232348 -+ 036-/7/27367 2#-+22 21 63,/ -637-34 # ' 8 2+0/; /+677 2-/8 / 2863.9-8 32 2 Г892 21036 7 +:/,/-3 /8 / 37897/.036-/7/2736 2/+6 0 /.#-+22 2148 -+ -637-34 # $ /+.:+28+1/730892 21036 7+7036-/ 7/2736 2# Г79- +78 /7 4-8 Г-3 4+-87 /Г8 / +- 30348 -+./8/-8 32+2. 8 / 3;46 -/ +:/ /.838 /+44 -+8 3230892 21036 7 238 /68 4/730# $ 78 /7 7/ 4 36/72/;+44 -+8 32730892 21036 7 2# $ /7/+44 -+8 3270+ 2838;3-+8/136 /7 8 /+44 -+8 32+7036-/./8/-836 283-36-/ -637-34 +7+ 8/62+8 :/83-3 32-+28 /:/6 8 4/036-/7/27367+2.8 /+44 -+8 32+7 7 /+6036-/./8/-836 2# 036, 3 31 -+ +44 -+8 327 +48/6 2863.9-/759+68 4 / 3/ /-86-892 21036 7+7036-/7/2736463,/ 7 3928/.32+892 21036 79-8 +8/ 8 /6+036-/236 + 838 /7+ 4 /7960+-/36+ 7 /+6036-/4+6+ / 838 /7+ 4 /7960+-/ 7./8/-8/.$3./8/-8+2 28/6+-8 32036-/Г+ 892 21036 7 /- +2 -+ 36/ /-86 -+,6391 8 2836/732+2-/ 28/6+-8 32,/8;//2 463,/+2.7+ 4 /- +21/78 /892 21036 38 32+2.+--36. 21 8 /4 / 3/ /-86-7 12+ +48/6-32- 9./7; 8 +. 7-977 32328 /4 7 -+ 36 1 2307 /+6036-/ 28/6+-8 32 +48/6./7-6,/7892 21036 7+7036-/7/27367 2 36/./8+ 0 2 8// / /28 3./ 7./:/ 34/.8 +8./ 32786+8/78 +8+0,/6463,/ 2863.9-/7+7 /86 28 /892 21 036 Г 2-6/+7 218 /.6 ://00 - /2-308 / /- +2 -+.6 :/2892 21036 +6 32-37- +836 3./ /2+, /7-+ -9 +8 32308 / +12 89./308 / 28/6+-8 32036-/7,/8;//2 463,/+2.7+ 4 /Г,38 ; /28 /+ 4 89./308 /4 / 3/ /-86-892 21036 7 12+ 7 97/.+2.; /28 /4 +7/308 /892 21036 7 12+ ; 8 6/74/-8838 /.6 :/ 797/.+7+ /+796/036463,/837+ 4 / 28/6+-8 32 2+ Г+-3 4+6 732 7 +./,/8;//2 892 21 036,+7/. +2.,+7/.32-32:/28 32+ -+28 /:/67 $3+ 3;, 3 31 -+ +44 -+8 3230# ; 8 892 21036 7+7036-/7/2736Г 8 72/-/77+6 83 /67/8 /7+ 4 /+2.8 978 /892 21036 2+ 59./2: 632 /28 +48/6 789. /78 /,/ +: 3630892 21036 7 2 59.$ /6/732+2-/- +6+-8/6 78-730+892 21 036 Г8 +8- +21/.6+ +8 -+ 9432-328+-8,/8;//2892 21036 +2. 59.Г6/-3:/6 4+68 + 9432-3 4 /8/ /67 32308 /892 21036 /-+97/308 74+68 + 6/-3:/6 Г 8 74377, /8397/892 21036 70367 /+6036-/ -637-34 2+ 59./2: 632 /28

Summary $ /! 0+-83630+892 21036 Г./0 2/.+78 /6/732+2-/06/59/2-. :./., 8 /09 ;.8 +8 + 08 / + 9 + 4 89./308 /6/732+2-/74/-869 30+892 21036 Г 7+2 4368+284+6+ /8/60368 /7/27 8 : 8 30+892 21036 $ 7! 0+-836-+2,/ 2-6/+7/. ; 8 +2/ /-8632 -- 6-9 8# 9 +8 327+2./ 4/6 /2846/7/28/. 2 +48/6 7 3; 8 +88 /7/27 8 : 8 30892 21036 7Г 0 8/., 8 /6 + 23 7/Г.3/7238 463:/ 08 / 7/27 8 : 8 7 8/.,./8/-83623 7/328 /892 21036 7 12+ Г8 /./8/-8 32308 / 4 +7/308 /892 21036 7 12+ 463:/7Г 08 /4 +7/./8/-8 32 7,+7/.32 /63-6377 217 2 4368+28+44 -+8 32300 936/7-/2-/ -637-34 ; 8 7 21 / 3 /-9 +67/27 8 : 8 7 3-+ +8 32307 21 /0 936/7-/28 3 /-9 /797/.83 +6 4638/ 27 +48/6 / 4 36/78 /+- /:+, / 3-+ +8 32+--96+- ; 8 # 28 /36 +2./ 4/6 /28 $ +2 7838 / 1 6/73 98 3230# Г8 /3,7/6:/. 3-+ +8 32+--96+- 30 2+23 /8/6 7+236./630 +12 89./,/88/6-3 4+6/.830+6 0 /.8/- 2 59/7' 8 0+6 0 /.8/- 2 59/7-3 4+6+, /+--96+- /7 +:/32,//23,8+ 2/.+8-6 31/2-8/ 4/6+896/7 +48/6. 7-977/7438/28 + 2/;+44 -+8 32730892 21036 7 2# /; +44 -+8 327-+2+1+ 2,/. :./. 2 +44 -+8 327+2.# +44 -+8 32736 # Г8 /6/ 7+2/ 4 +7 732+44 -+8 3230892 21036 7+2.+ 8/62+8 :/036-/./8/-8367 2 59./2: 632 /287 6/ 2+6 6/79 877 3;8 +87 21 /0 936/7-/28 3 /-9 /./8/-8 32 2 59. 70/+7, /97 21892 21 036,+7/.# $ 78 /7 77 3;78 +8892 21036 7+6/7/27 8 :/Г:/67+8 /036-/./8/-836797+, /036 :+-99 83 59./2: 632 /287$ /29 /6397+.:+28+1/730892 21036 7Г79- +7 /+7/ 30 97/Г8 / +- 30348-7Г8 /-3 4+-87 /Г;./+:+ +, 8 +2.8 / 3;46 -/Г /2+, /2/;+44 -+8 32730892 21036 7 2#

Samenvatting ;+68778/ :36 /2Г33674632 / 328; /.:33606/59/28 /6/1/ 21Г 21/:3/ 1/Г 2 /8 348 7- / 6+- 87/2736/2 2#-+22 21 63,/ -637-34 # 22/2/2 / / +6/22+./ 2863.9-8 / 2 278/ :36 /2./ //781/,69 8/ 6+- 87/2736:336 2+, / :/.348 7- / -637-34 /1/;36./2/:336./ /2:+278/ :36 /2+ 7 6+- 87/2736 2# Г 3+ 7.///2:39.Г-3 4+-8/+0 /8 21/2Г./+0;/ 1 /.:+2 348 7- /./8/-8 //2./ +1/46 7 /,,/2/683/1/ /..+878/ :36 /22933 2+2./6/ # 8 4/7;36./283/1/4+78 2. 8463/07-6 08;36./22 /9;/83/4+77 21/2:+278/ :36 /2 2# :/6 /2./ / 83/4+77 21/2:+ /2 28;//-+8/136 / 2./83/4+77 21+ 7 6+- 87/2736 2+83 + 6/ 6+- 8-637-34 /+ 7+ 8/62+8 /0:336./1+21,+6/, +.://67/2736/2./83/4+77 21+ 7 7 /+6036-/7/2736 22+, / :/.348 7- / -637-34 /8/2,/ 3/:/:+2, 3 31 7- / 83/4+77 21/2 330.789 2863.9-//68 ;+6874 3 / / 86 7- /78/ :36 /2+ 7 6+- 87/2736/2 463,/;36.8 3.+2 134./78/ :36 1/ 328//6..+830//2 28/6+-8 / 6+- 8236 ++ 34 /846/4+6++8344/6: + 30//27 /+6036-/ 28/6+-8 / 6+- 84+6+ / ++2 /8 46/4+6++8344/6: + 1/./8/-8//6. +2;36./2 //2 6+- 88/ /8/2;36.8//2 78/ :36 / / 86 7-30 /- +2 7-26/732+28 /1/,6+- 8 28/6+-8 /8977/2463,//2 46/4+6++8:/6+2./68./,/;/1 21:+2./78/ :36 /2.++6 // /84 3 / / 86 7- / 7 12++ :+2./78/ :36 330.789 / 2. 18 /8//2. 7-977 /3:/6./0 7 7- / +- 8/61632.:+27 /+6036-/ 28/6+-8 / 330.789 1++82+./6 234./78/ :36 + 7 6+- 87/2736/2/ 2. 1// / /28/2 3./ ;36.8328; /.;++6 //.9./ ;36.8.+8//20,/6 463,/./78/ :36 +7 /86 7- ++ 8;++6.336.//00-28 /:+2 /- +2 7- /++2.6 : 211638/6 ;36.8 /8,/ 9 4:+2//2 +6 32 7- / 37- +836 3./ 7 /8 31/./163388/ :+2./ 28/6+-8 / 6+- 8/28977/2463,//246/4+6++88/,/6/ /2/2Г 3;/ :336 /8 1/,69 :+2./+ 4 89./:+2 /84 3 / / 86 7- /78/ :36 7 12++ + 7 /8 0+7/:/67-8977/2 /878/ :36 7 12++ /2./++2.6 : 21+ 7 ++8:336 28/6+-8 / 8977/2463,//246/4+6++8$387 38;36.8//2:/61/ 211/ ++ 88977/2+83 + 6/ 6+- 8-637-34 /1/,+7//6.3478/ :36 /2/21/,+7//6.34-32:/28 32/ /, +.://68 /7, 3 31 7- /83/4+77 21/2:+2# /878/ :36 /2+ 7 6+- 87/2736 31/ 8/ + /2Г 7 /823. 13 /846/4+6++8/2.9733./78/ :36 2//2 : 3/ 78303 1/: 218/4 ++87/2 330.789,/789.//68 /81/.6+1:+278/ :36 /2 2

Samenvatting : 3/ 7830/6/732+28 / +6+ 8/6 78 / Г. /:/6+2./68+ 7./78/ :36 2-328+-8 3 8 /8: 3/ 7830 /678/ 8-1/.// 8/ + 7./78/ :36 / / ++ ;36.8 32./61/.3 4/.336. 81/.// 8/ /678/, 8 /8 31/ 78/ :36 /2:336 7 /+6036-/ -637-34 /8/1/,69 /2 2//2: 3/ 78303 1/: 21 /! 0+-836:+2//278/ :36 Г1/./0 2 //6.+ 7./6/732+28 /06/59/28 /1/.//..336./,6//.8/:+2./6/732+28 /-96:/:+2./78/ :36 Г 7//2,/ +216 /4+6+ /8/6:336./1/:3/ 1 /.:+2./78/ :36 / /! 0+-836 +2 /8,/ 9 4:+2//2/ / 8632 7- - 6-9 8:/616338;36./2% 87 9 +8 /7/2/ 4/6 /281/46/7/28//6. 2 330.789, 8.+8./1/:3/ 1 /.:+2./78/ :36 Г;+22//6./ /,/4/6 8;36.8.336 8 /6 7- /69 7Г2 /8:/6,/8/68 2. /2./1/:3/ 1 /.:+2./78/ :36,/4/6 8;36.8.336./8/-83669 734 /84 3 / / 86 7- /7 12++ Г:/6,/8/68./0+7/./8/-8 /+ 7./ /34,/4+ 21:+229.3361+21/2 71/,+7//6. /2,/ +216 /83/4+77 21:+20 936/7-/28 / -637-34 / /8 3 /-9 + 6/1/:3/ 1 /. 7./ 3-+ 7+8 /:+20 936/7-/28/ 3 /-9 /2. /1/,69 8;36./23 / ; 88/28/ +6 /6/2 2 330.789 ;36.8./ ++,+6/ 3-+ 7+8 /2+9; /96 1 /. 28 /36 //2 46+ 8 9 81/;/6 8:3362+, / :/.348 7- / -637-34 /336./ 31/6/73 98 /:+2 2+, / :/.348 7- / -637-34 / 7./ 3-+ 7+8 /2+9; /96 1 /. /8 2+23 /8/6 //236./,/8/6 2:/61/ 21 /8:/66/ :/. -637-34 //2:/61/,+6/ 2+9; /96 1 /. +2 /8./ ++878/8/- 2 / + //2;36./2,/ ++., -6 31/2/ 8/ 4/6+896/2 330.789,/746// 8438/28 /2 /9;/83/4+77 21/2:+278/ :36 /2 2# 3 /6 +2;//6//28;//./ 211/ ++ 8;36./28977/283/4+77 21 2+83 + 6/ 6+- 8-637-34 //22+ / :/.348 7- / -637-34 / 2./ ++878/-+8/136 / 18./ 2+.69 3483/4+77 21:+278/ :36 /2/2+ 8/62+8 /:/ 6+- 8./8/-8 / 2//2 : 3/ 78303 1/: 21&336 34 1/6/79 8+8/2 +8/2 /2.+8./8/-8 /:+2 2. :.9/ / 0 936/7-/28/ 3 /-9 /2 2: 3/ 7830 31/ 7 /8,/ 9 4:+23478/ :36 /2 1/,+7//6./2+, / :/.348 7- / -637-34 / 8463/07-6 08 ++8 /2.+878/ :36 /21/:3/ 1/Г://. 1/ 6+- 87/2736/2 2Г. / 2 /8,++6 2:+2:+-9 838: 3/ 78303 1/: 21/2/:/ /:336./ /2Г 3+ 7 //2:39. 21/,69 Г /82 /8 348 7- / +6+ 8/6Г /8 / 2/036 ++8Г./1638/,/7-,++6 /./2./ +1/46 7Г + /22 /9;/83/4+77 21/2 2# 31/

Nawoord /8 / /2:+2//2463/07-6 08,/78//.8./1/.././ / /6./ //78/8.++2./. 21/2;++6++2./+98/96./ 278/8. //08,/78//. 8;+7//2:+2./438/28 /78/ 21/2. / 34 2 78 / +.78++2./2.+8./ 78/ 21;++6 7/ //78/ / /67,/ /2./3 7 +1/2, +./6/2:/6:3 1/2772/.336 /8463/07-6 083 /82+;336.8/ / /2'++63 1++2 / /67 2 988/ /7/-32./2.336./ 2 39.;++6++2: /6 ++6 +6. 71/;/6 8Г3 9 81/,6/.//22+;336.8/ / /2.+8 2//2..+1 /;36.81/7-6/:/2 '/ - 83 8/ /230 922++ 1/23/. ;36.8 2//2 782+ /2:+2 /27/2. /;36./2,/.+2 8 77- /233 ;/ 2./ 334.+8/6 /8716+44 1778++8Г303 //21 4348/:+21/2:+2./ /27+- 8/6 /8 463/07-6 08 8 9 /234 - ;/.6 0:/6/2 2Г ++6./,/.+2 78 /7 2:++ :33674/,++6/2:336 9 36 92 /,/8/6 /87+2./67 / /2.+2//2463/07-6 08 3:/2. /2 9 /2./ //78/ / /67./ /27+- 8/6 /8463/07-6 08+,/8/6 /22/2.+2.9./ ;36.89 8//22+;336../2.+8./,/ +216 78/6/./2:336./ 28/6/77/ 2 /82+;336. /87+2./67 7 3+ 71/ /1. 7//2463/07-6 081/:9. /8//2++28+ +6/2;/6 ++6:+2: 2. /+ //2./6/79 8+8/28/691Г ++6 /: 2.82 /873:/6./ 274+22 213. /6/79 8+8/28/,/6/ /2 / 0: 2. 9 78.//6:+6 21/2:+2 463 3:/2. 8./27 /832./6 3/ 28/6/77+283 8/ / /2 /8/61;/8/27- +44/ 77- /2Г ++6;/ /27/ +863/482+8996./:6++134 3/ 2/6:+6 21/2 2./+01/ 34/2 +6/2;+6/2 &3 1/27 7//2463 38 /32./6 3/ 8/:/61/ /2 /8//20 /87:+ +28 /&336 :/686/ 3/ /+ /,+1+1/, / ++6 /:33634 /. 21 /78/ 87+ /2 /8 /463 3836 /8.3/ :+78.+8 /; 8,/6/ /2/2:/6:3 1/27 +2./6398/;36./29 81/78 44/. /8 7.9./ ;++6,/ +216 / 4+ /278++2/2;++6 ;+6/,/614+77/2 2Г ++6 /,/28./1/ :336,/6/./2:3 13/./ 3/.1+ /34;/1 2 21/:+ ;+7 /8.3/ /2/6.7./328; / 21:+2//22+, / :/.348 7- / -637-334:336, 3 31 7- / 83/4+77 21/2Г+2./6.7 /8 /8/2:+2 /87, 3 31 7- /8./2 /9;/ -637-334/2.+8+ /7 27+ /2;/6 21 /8$343 /86 Г//20+,6 +28:+2. 88 4/ -637-34/2 2 # -32&+ / /1633878/9 8.+1 21;+7 /8-32863 /6/2:+2./+078+2.8977/20,/68 4 /246/4+6++8 /8//2 ;+68778/ :36 2//2: 3/ 78303 1/: 21 +.+ /6 /.// 2 /2,/:32. / 2//2/28 397 +78/3 1/: 213 /8:/ /6/ /2.+8 2.///678/ 0+7/:+2 232./6 3/ 3-8.3/2;+7/61 /9 ++683/2 6//1.///678/ / /,+2. /8, // 32:/6;+- 88/ 378,++63 2 /9;/78/ :36 /28/ +8/2 + /2/2 3/78 /8 ++61/;332//27 3463,/6/2 2: 3/ 7830 /8//272/ 1/4 + 8/,+2. 1 21./83-8;//6:63 :/6./6 /8 723178//.72 /8 / / ++.9./ ;++63 Г ++6 /8 /8/2 2;+8/6, // 6/./ 13/.8/1++22./68977/2;+7 /8.9./

Nawoord 1/;36./2.+8$343 /86 2 /8:// +21/6 / 078+2. 1.336 391++2/:/61/ 21 8977/278/ :36 /2/2./78+2.++6., +.://68 /7 2+83 + 6/ 6+- 87-637-34 /. / /,9 81/:3/6.3 /8,/.6 019278 18//8+ /6/2Г6/79 8//6./ 2 2//678/49, +8 / /87-6 :/2.++6:+2;+7//24 88 1 /8 /Г ++683/2 /8//2 ++ 1/49, -//6. ;+7Г:3 1.///2 33 /+0.+ 21 3683 Г /81 21:336./; 2./23:/6 3/. 1,/132 ++2./78/ 78/ :+2./6/ 7 ;./16++1//2 3318/4 ++8 / + /2:+2 /:/2./ -/ /2+8: / 2 /8 //3 2 /82+.+8/6//2+2./6/3478/ 21;+71/,39;. ;++6 //,/8/6 32 /2;+8/61/,/96.//-/ /2 6/1/2 /88/ 39.:336 / 13/./2;/ 32 /8/23 //2/ / 8632 7- /869-3./1/:3/ 1 /.8/:/6,/8/6/2, // 2 /8/- 88/ / 4/2'/ 7://.9./ 1/;36./23:/6./ 2/232 2:+2./ /869-Г33 2+2./6/83/4+77 21/22./68977/2,/132./8.++6. 1348/6+ /2 /8;/6.23. 13./6398/8/:/6 /11/2 24 ++87:+2 /:/2./-/ /2;+733 //2, 3 31 7-7+ 4 /;++6 28/6/77+28/. 21/2++21/ /8/2 32./2;36./24./ :+ 6//4, //.+8437 8 /,/4+ 21 /82+, / :/.348 -+13/./6/79 8+8/234 /:/6./ 2 :/61/ 21 /86/19 /6/:/66/ :/.348 -+28387 38 9 8/ /82313 ++2 1/,32./20 936/7-/28/ 3 /-9 /2 2;+8/68/ /8/2+8 /:/6./ //6:6+1/234.+2 /834 378/Г ++6:336 ;+7.++6 //;/ /8/ 2.:+2 283-8,/6/ 8 $/691 /2. 7 /8//2 33 /83-81/;//78 /878/: 1/,/ 21/2Г 33 / +0.+ 21/2/2./23. 1/:/6+77 21/2 +8 2463 38 ///2 /9 /8. 71/;//78Г /, 8/.+2 /2++2//216338++28+ 4/6732/2 3/;/ +. / /27/2.+2,++6,/2Г /, 7 /- 8769 8/3 /2 / / /27/28/23/ /2. /. 6/-8 /,,/2, 1/.6+1/2++2. 8463/07-6 08 /6//678 2+8996 / Г,/.+2 8.+8 / 2463 3836;./ 2&/6./6; 33 +9 '/78,/.+2 /2. /7+ /2 /8 / 2463 /-8 31/ //081/ ++ 86+27Г,/.+2 8 :336./74/- + /:/678/6 /6;++6 //./6/79 8+8/2:+2 330.789, / ++6 /, 1/ /8/2+6 Г/77 Г :322//2 678/2Г 9 /;,/.+2 /2:336+ /7+ 4 /7. / 9 /:336 / /,,/21/ ++ 8 /63/2Г,/.+2 8:336./7 9 +8 /7. /./,+7 7:+2 330.789 2/26 Г,/.+2 8:336 /8 +1 7-72/ /46316+ //6;/6 :336./ 437 8 /,/4+ 21 2 330.789 % 8/6++6.,/2 + / /27/2. / 2./+01/ 34/2 +6/2. 2 1/;//78 :+2 3;/ $+ 7$.+2,++6:336 92;+6 8//2/28 397 +7 / 9 / 2 /8//2,//8 /8/:// 3 + / ++ 8/23/ /2Г ++6 + + 8. /8:// 4 / /68/691./2 /2++2+ / / Г +23 Г7 +8/ Г0 /87 /2 63/1/283-8/2Г63-0/78 :+ 7Г //6/2 2./67/6 /9 /1/746/ /2/2+ /7;+8;/231 //6 /,,/232./623 /2 /83-81++82+8996 :/6./6/2 ;/27 +6 3 / 2/2 6,/.++6, :// 79--/7 ;39. /838 +2 /:/6 32/8 +8 ;36 /.; 8 +8$343 /86 Г$ /6 3-637-34/7 +2.$ -637-34/7 + /74/- + 16+8/09 83 + +2. Г; 3 +:/,//2 3-+ 794/6: 7367+2.83322 /+2. /26 03697 218 / 6/59 4 /28+2./:/2 36/036+ 8 /- +87;/ +. 2#+28+ +6++2.#922 :+ /Г8 /6/;/6/+ ;+ 7-3 ;36 /67+2. 397/ +8/7+:+ +, /03616/+8 92- /7Г 3928+ 2, /6./7+2.-+ 4367 86 47 869 /2 3 /. 78+ 7 28 /%#$ +2 39+

9 8/2 /8;/6 3 ; 2:6 /2./2,/.+2 /23.+8 9 //6:3361/ 361. /,,/2.+8/6./+01/ 34/2 +6/2 3:// //6 71/;//78.+2+ //232./6 3/ /2 74/- + /4 ++87.++6, :/6. /2/2$32Г 278/924 ++6 2 /6 +/2 +22/Г 2 /./6 +2.7/ 9 71/23381/.96/2./ 2463 38 /8. 239./67Г 97/2,63/67Г 9 /;,/.+2 /2:336 9 /32:336;++6./ /78/92Г 32./6 9 /;+7. 8 463/07-6 08/6233 81/ 3 /228387 38; +22/ /,/.+2 /23.+87 / 7138+ ;+ +,398 /6 22934;/12++62 /9;/+:32896/2

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