反射式動態(tài)橢偏光譜技術(shù)及其在薄膜研究中的應(yīng)用.pdf

1、反射式動態(tài)橢偏光譜技術(shù)是一種通過測量單色光經(jīng)樣品表面反射后變成的橢圓偏振光的P偏振光和S偏振光的振幅比和相位差,進(jìn)而計算得到薄膜樣品厚度和光學(xué)常數(shù)的光學(xué)技術(shù).與傳統(tǒng)的測試手段相比,它具有非破壞性、非苛刻性、高精度和高靈敏度等優(yōu)點,正成為測量超薄膜、超晶格、多層膜等各種薄膜材料的厚度和光學(xué)常數(shù)的一種重要的技術(shù)手段.為了對橢偏光譜技術(shù)有一個全面的了解,該論文首先詳細(xì)敘述了橢偏光譜技術(shù)的發(fā)展歷史,特點以及在各種材料中的應(yīng)用.然后在第二章中先給

2、出幾種常用的固體光學(xué)常數(shù)之間的關(guān)系,后具體推導(dǎo)出環(huán)境媒質(zhì)-基片系統(tǒng)和環(huán)境媒質(zhì)-薄膜-基片系統(tǒng)所滿足的橢偏方程,最后給出RAP-1型橢偏光譜儀的測量原理.在第三章,我們用X射線衍射、透射光譜和橢偏光譜技術(shù)對室溫下用直流濺射法制備的不同厚度的Au薄膜和Ag薄膜進(jìn)行表征.XRD分析表明:制備的Au薄膜和Ag薄膜均為面心立方結(jié)構(gòu),且為多晶狀態(tài).用橢偏光譜技術(shù)得到樣品的厚度和光學(xué)常數(shù).通過對Au薄膜和Ag薄膜的光學(xué)常數(shù)譜進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn),每一個樣

3、品的光學(xué)常數(shù)譜與塊材或厚膜的光學(xué)常數(shù)譜相比都有不同程度的色散,而且色散程度隨著薄膜厚度的減小而加劇.文中從量子尺寸效應(yīng)等方面對上述現(xiàn)象進(jìn)行了解釋.在第四章,我們將橢偏光譜技術(shù)與兩種有效介質(zhì)理論(Maxwell-Garnett理論與Bruggeman理論)相結(jié)合研究了Ag-MgF<,2>復(fù)合顆粒薄膜的光電性質(zhì).通過比較分析發(fā)現(xiàn),Bruggeman理論更適合解釋Ag-MgF<,2>復(fù)合顆粒薄膜的光學(xué)性質(zhì).文中對理論結(jié)果與實驗結(jié)果之間的差異也