反射式動態(tài)橢偏光譜技術及其在薄膜研究中的應用.pdf

1、反射式動態(tài)橢偏光譜技術是一種通過測量單色光經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,進而計算得到薄膜樣品厚度和光學常數(shù)的光學技術.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常數(shù)的一種重要的技術手段.為了對橢偏光譜技術有一個全面的了解,該論文首先詳細敘述了橢偏光譜技術的發(fā)展歷史,特點以及在各種材料中的應用.然后在第二章中先給

2、出幾種常用的固體光學常數(shù)之間的關系,后具體推導出環(huán)境媒質-基片系統(tǒng)和環(huán)境媒質-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構,且為多晶狀態(tài).用橢偏光譜技術得到樣品的厚度和光學常數(shù).通過對Au薄膜和Ag薄膜的光學常數(shù)譜進行分析可以發(fā)現(xiàn),每一個樣

3、品的光學常數(shù)譜與塊材或厚膜的光學常數(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等方面對上述現(xiàn)象進行了解釋.在第四章,我們將橢偏光譜技術與兩種有效介質理論(Maxwell-Garnett理論與Bruggeman理論)相結合研究了Ag-MgF<,2>復合顆粒薄膜的光電性質.通過比較分析發(fā)現(xiàn),Bruggeman理論更適合解釋Ag-MgF<,2>復合顆粒薄膜的光學性質.文中對理論結果與實驗結果之間的差異也