椭偏法研究ZrO2薄膜的宽光谱特性

摘要：为了获得ZrO2薄膜的光学常数,采用了德国SENTECH生产的SE850宽光谱反射式光谱型椭偏仪,测量和分析了用光控自动真空镀膜机沉积在K9玻璃基底上的两个单层ZrO2薄膜样品,得到了ZrO2薄膜在300nm?2500nm宽谱上的光学常数曲线和薄膜厚度。结果表明：样品1采用Cauchy模型和Tauc-Lorentz模型得到的厚度和光学常数结果一致;对样品2把单层ZrO2薄膜分成三层得到的均方差（MSE）比没有分层的均方差少0.381,分层得到的ZrO2薄膜的厚度的测量值与TFCalc软件的计算值非常接近,同时得到薄膜的折射率曲线。该研究结果对应用ZrO2薄膜多层膜膜系设计和制备有参考价值。     

Si基片上射频磁控溅射MgF2薄膜的光学常数研究

用射频磁控溅射技术在室温Si基片上制备了厚度分别为25.0 nm和60.7 nm的MgF2薄膜样品,并用反射式椭偏光谱技术对薄膜的光学常数进行了测试分析.250～830 nm光频范围椭偏光谱测量结果表明随着膜厚增加,MgF2薄膜的光学常数n、k的变化范围减小,平均值增大;MgF2薄膜样品的吸收曲线k在波长λ为270 nm和360 nm处均出现由通过辐射产生的F心引起的吸收峰.     

Si基片上射频磁控溅射MgF2薄膜的光学常数研究

用射频磁控溅射技术在室温Si基片上制备了厚度分别为25.0nm和60.7nm的MgF2薄膜样品,并用反射式椭偏光谱技术对薄膜的光学常数进行了测试分析。250～830nm光频范围椭偏光谱测量结果表明:随着膜厚增加,MgF2薄膜的光学常数n、k的变化范围减小,平均值增大;MgF2薄膜样品的吸收曲线k在波长λ为270nm和360nm处均出现由通过辐射产生的F心引起的吸收峰。     

椭偏法研究ZrO2薄膜的宽光谱特性

为了获得ZrO2薄膜的光学常数,采用了德国SENTECH生产的SE850宽光谱反射式光谱型椭偏仪,测量和分析了用光控自动真空镀膜机沉积在K9玻璃基底上的两个单层ZrO2薄膜样品,得到了ZrO2薄膜在380nm"2300nm宽光谱上的光学常数曲线和薄膜厚度.结果表明:样品1采用Cauchy模型和Tauc-Lorentz模型得到的厚度和光学常数结果一致;对样品2把单层ZrO2薄膜分成三层得到的均方差(MSE)比没有分层的均方差少0.381,分层得到的ZrO2薄膜的厚度的测量值与TFCalc软件的计算值非常接近,同时得到薄膜的折射率曲线.测量结果对ZrO2薄膜的薄膜设计和多层膜的制备有一定参考价值.     

利用椭圆偏振法测定金属薄膜光学常数的初步研究

本文由椭圆偏振参量ψ和Δ表征的金属光学常数的数学表达式出发,在入射光波长为6328A的条件下,对Au(金)、Ag(银)、Al(铝)、Cu(铜)四种金属薄膜的n、k和R值进行了实验测定,给出了它们随膜层厚度D和入射角φ_0的变化关系,并与已知的有关结果进行了比较,进一步说明了椭偏法用于金属反射薄膜光学常数的研究也是可靠的。     

Cu块材及Cu膜的光学常数研究

用反射式动态椭圆偏振光谱技术对Cu块材、Cu薄膜及Cu厚膜的光学常数进行了测试分析。研究结果表明:与Roberts块材、Johnson厚膜数据相比,不同方法得到Cu的光学常数在谱线形状上基本相似,但在数值上存在一定差别;在波长为250～830nm范围内,Cu块材和膜的折射率n与消光系数k分别在0.1～1.5和1.5～5.0之间;随膜厚增加,n值增大,k值减小;厚膜的n、k值与块材的更为接近。同时讨论了光学常数与微结构的关系。     

保护层Ag对Ag/TbFeCo光学性质的影响

磁光记录介质非晶稀土-过渡金属合金TbFeCo薄膜覆盖Ag保护层可减小稀土元素的氧化且能增强其磁光克尔效应。利用直流磁控溅射法制备出Ag/TbFeCo／Si(100)磁光薄膜,利用可变入射角椭圆偏振光谱仪测量了其可见光区的光学常数,给出薄膜介电函数实部和虚部随入射光子能量的变化规律,同时把Ag／Si、Ag／TbFeCo／Si和TbFeCo／Si的光谱进行了比较。实验结果与经典的Drude模型相一致,而且Ag／TbFeCo／Si的光谱更接近Ag。不同厚度Ag/TbFeCo／Si薄膜其光学参数变化趋势相同,且随Ag厚度的增加变化幅度减小。     

退火温度对溅射Al膜微结构及光学常数的影响

用直流溅射镀膜工艺在室温Si基片上制备了250nm厚的Al膜,并用X射线衍射及反射式椭偏光谱技术,对薄膜的微结构和光学常数在不同退火温度下的变化进行了测试分析。结构分析表明:退火后的Al膜均呈多晶状态,晶体结构仍为面心立方;随着退火温度由室温20℃左右升高到400℃,薄膜的平均晶粒尺寸由22.8nm增加到25.1nm;平均晶格常数(4.047)略比标准值4.04960小。椭偏光谱测量结果表明:2600～8300光频范围内,退火温度对折射率n影响较小,对吸收系数k的影响较为明显。     

椭偏光谱法研究离子注入Si损伤分布——多层模型的最优化方法

应用多层模型和最优化方法,由实验测得的离子注入Si 的椭偏光谱,以及c-Si 和离子注入α-Si 的光学常数,不用剥层测量,能分析离子注入Si 的损伤分布.本文讨论了多层模型计算原理和椭偏光谱法的灵敏度,模拟分析了Levenberg-Marquardt 最优化方法的数学过程、模型误差与计算误差、实验误差(随机误差和系统误差)以及Si 表面自然氧化层对最优化数学过程的影响.     

氧离子束辅助激光淀积生长ZnO/Si的椭偏仪及背散射研究

通过对ZnO/Si(111)样品的椭偏仪及背散射(RBS)测量及分析,探究了氧离子束辅助(O^ -assisted)脉冲激光淀积(PLD)生长ZnO／Si的薄膜厚度。     

环境半导体Ca2Si薄膜制备及椭偏光谱研究

采用磁控溅射系统成功地制备出了环境半导体Ca2Si薄膜,并对制备出的Ca2Si薄膜进行了椭偏光谱测量研究,得到了不同退火温度下Ca2Si薄膜的光学常数谱．结果表明,Ca2Si薄膜的折射率在4．3eV附近取得极小值,其消光系数在3．3eV附近取得极大值．     

多晶3C-SiC薄层的淀积生长及结构性能分析

采用ＨＦＣＶＤ生长法,以较低生长温度,在Ｓｉ（１１１）衬底上淀积３Ｃ－ＳｉＣ（１１１）薄层。用ＸＲＤ、ＶＡＳＥ、ＸＰＳ等分析手段研究了薄层的结构、光学常数、组分及化学键等性能。ＸＲＤ显示薄层具有明显的择优取向特征。ＶＡＳＥ测量出薄层的折射率为２．６８６,光学常数随深度的变化曲线反映出薄层的多层结构。ＸＰＳ深度剖面曲线表明薄层中Ｓｉ／Ｃ原子比符合ＳｉＣ的理想化学计量比,其能谱证明Ｃ１ｓ与Ｓｉ２ｐ成键形成具有闪锌矿结构的３Ｃ－ＳｉＣ。     

阴极真空电弧沉积MgO薄膜的椭偏光谱研究

采用阴极真空电弧离子沉积技术在硅基片上制备出了MgO薄膜。利用椭圆偏振光谱、原子力显微镜及扫描电子显微镜分别对不同氧流量下制备的MgO薄膜的厚度,光学常数,表面粗糙度及表面形貌进行了分析,并对椭圆偏振光谱的光学粗糙度结果和原子力显微镜的均方根粗糙度结果进行了对比和分析。结果表明,不同氧流量下制备出的MgO薄膜,表面粗糙度及薄膜颗粒随着氧流量的增加而增大。椭偏光谱与AFM得到的表面粗糙度存在线性一致关系,表明椭偏光谱可作为一种很好的无损分析手段。     

热处理温度对溶胶-凝胶法制备的Ce_(0.97)Co_(0.03)O_2薄膜结构和光学性能的影响

采用溶胶-凝胶法,在Si(100)衬底上制备了3%Co掺杂CeO2薄膜,研究了不同热处理温度对Ce0.97Co0.03O2薄膜结构和光学性质的影响。X射线衍射(XRD)表明,3%Co掺杂CeO2薄膜为多晶薄膜,且未破坏CeO2原有的结构,随着退火温度的升高,晶粒尺寸逐渐增大。椭偏光谱法研究表明,Ce0.97Co0.03O2薄膜的光学常数(折射率n、消光系数k)随着退火温度增加而增大,光学带隙Eg随退火温度增加而减小,这是薄膜结构随退火温度增加发生变化所致。     

Structural and optical properties of Cr doped ZnO crystalline thin films deposited by reactive electron beam evaporation technique

ZnO and Cr-doped ZnO thin films are grown on to glass substrates using reactive electron beam(e-beam) evaporation technique.Variation of structural,morphological,and optical properties with Cr doping is investigated.X-ray diffraction(XRD) studies show that the films are polycrystalline in nature with single phase.Energy dispersive spectroscopy(EDS) results demonstrate that Cr ions are substitutionally incorporated into ZnO.Atomic force microscopy(AFM) reveals that the films present a compact surface and root mean squared(RMS) roughness increased with Cr contents.The optical band gap energy Eg of the films has been determined using Transmission data by spectrophotometer and ellipsometry.The band gap energy found to be decreased with increasing Cr doping concentration.The optical constants(refractive index,extinction coefficient) are calculated using ellipsometry and found to increase with Cr doping concentration.     

用椭圆偏振光谱法研究取代基对酞菁薄膜光学常数的影响

利用M-2000UI型宽光谱可变入射角椭偏仪研究十六氟铜酞菁(F16CuPc)和铜酞菁(CuPc)薄膜的光学性质. 在248～1 650 nm使用逐点拟合的方法对测得椭偏光谱进行分析, 获得两种薄膜的折射率、消光系数、复介电常数和吸收系数. 讨论了外环氟取代基对酞菁光学性质的影响, 结果表明, 共轭酞菁大环上的外围取代基对薄膜的响应波长和非正常色散影响较大. 分析了两种酞菁的电子结构及吸收谱成因, 并由吸收边外推得到两种材料的光学禁带宽度(Eg).     

Photore sponse and H2 gas sensing properti es of highly oriented Al and Al/Sb doped ZnO thin films

ZnO:Al and ZnO:Al/Sb thin films have been prepared and investigated.The thin films were deposited on Si substrates by the sol-gel method.The structural,optical and electrical properties of ZnO films have been investigated by spectrophotometry,ellipsometry,X-ray diffraction and current-voltage characterizations.It is found that the films exhibit wurtzite structure with a highly c-axis orientation perpendicular to the surface of the substrate,a high reflectivity in the infrared region and a response to illumination.Furthermore,it has been found that Si/（ZnO:Al/Sb）/Al photodiode is promising in photoconduction device while Si/（ZnO:Al）/Al can be used as gas sensor responding to the low H₂concentrations.     

椭圆偏振光谱数据处理的分段多项式法

采用分段多项式拟合的方法处理椭圆偏振光谱测试数据,可以同时得到样品的厚度和光学常数谱．２个计算实例,①为ＳｉＯ２薄膜,②为新型的掺镧的锆钛酸铅（ＰＬＺＴ）非晶类铁电薄膜．该方法精度高,具有较好的通用性．     

可见区高透、中远红外高反的分光镜的最佳设计

讨论了可见区高透、中远红外高反的分光镜ＺｎＳ／Ａｇ／ＺｎＳ膜系的最佳设计．用透过率曲线的拟合得出极薄银膜的有效光学常数，并据此用可优化金属、介质组合膜系的优化设计程序优化设计膜系结构参数，再按测定银膜有效光学常数的实验条件制造分光镜，得到很好的实验结果且与理论值相符合．