用光波导法测量外延石榴石薄膜的光学参数

用棱镜耦合在磁性石榴石外延膜进行光导波传输，通过测量传输耦合角，可同时确定外延膜的折射率和厚度．薄膜折射率测量误差为２．８×１０（－３），薄膜厚度测量相对误差为０．０５５．     

La0.7Sr0.3MnO3外延膜厚度引起的电阻率变化

不同厚度的La0.7Sr0.3MnO3(LSMO)外延薄膜被沉积到立方相的LaA lO3(001)单晶衬底上,XRD测试结果显示,LSMO外延膜的结构是单相的,具有与衬底相同的晶格取向;随着膜厚的增加,LSMO外延膜的晶格经历应变到驰豫的变化.电阻测量显示,应变驰豫的薄膜(较厚的薄膜)有较大的电阻率,这与该膜中缺陷浓度增加有关.此外,也对生长在不同单晶衬底上的LSMO外延膜(厚度相同)的结构和电阻进行了对比研究.     

磁控溅射制备钛薄膜的结构和光学性质

利用直流磁控溅射技术在石英基片上沉积厚度为35～112nm的钛薄膜.采用X射线衍射仪和原子力显微镜分别对薄膜的微结构和表面形貌进行观测,用分光光度计测量样品的透射和反射光谱.选用德鲁特光学介电模型,通过拟合样品的透射和反射光谱数据的方法求解钛薄膜的折射率、消光系数和厚度.结果表明,随着厚度的增加,(100)面衍射峰强度增强,薄膜的结晶性能提高;膜厚为56nm时,样品的表面为多孔结构,而大于56nm时表面为连续膜的球形颗粒结构;随膜厚的增加,表面颗粒直径逐渐增大,表面粗糙度减小.在400～2 000nm波长范围内,薄膜的透射率随膜厚的增加而减小,反射率升高;折射率在2.5与3.4之间,消光系数在0.7与1.4之间,折射率和消光系数均随膜厚的增加而增加.     

测定薄膜厚度的基片X射线衍射法

基于X射线衍射与吸收理论，建立了一种薄膜厚度测量方法，即基片多级衍射法．利用X射线衍射仪测量高速钢表面的TiN薄膜厚度，由于膜下基片的衍射强度较高及衍射峰形良好，可以确保薄膜厚度的测量精度．本法克服了非晶薄膜材料中薄膜衍射信息较差以及存在织构等不利因素所导致测量结果不可靠等问题．     

外延Sr0.61Ba0.39Nb2O6电光薄膜生长及研究

用激光脉冲沉积(PLD)法在MGO(001)衬底上成功地生长、制备出了外延SR0.61BA0.39NB2O6(SBN:61)电光薄膜。对生长制备出的SBN:61电光薄膜用X-射线衍射、扫描电镜(SEM)对其微观结构进行了测量研究;X射线衍射结果显示:生长在MGO(001)衬底上的SBN:61电光薄膜是外延膜,且SBN:61电光薄膜的(001)取向是沿着MGO衬底表面垂直方向生长的;对生长在(001)MGO衬底上的外延SBN:61电光薄膜在200~900 NM光谱范围的透射光谱进行了测量研究,通过对薄膜透射光谱的振荡曲线分析计算得到了SBN:61电光薄膜的光学常数,结果发现外延SBN:61电光薄膜的折射率符合单电子模型并且与SBN:61晶体的折射率非常相近。     

中频反应磁控溅射Al2O3薄膜的光学性质

采用中频反应磁控溅射技术在玻璃基片上制备了Al2O3薄膜,提出了一种利用透射光谱来简单有效地分析弱吸收薄膜的光学特性及与光学相关的其他物理特性的方法.对Al2O3薄膜进行透射谱测量,通过对薄膜折射率、吸收系数、膜厚度与入射光波长相互关系的分析,获得了Al2O3薄膜在400~1 100 nm区域内的折射率、吸收系数与入射光波长的关系式,以及Al2O3薄膜厚度的计算公式.     

一种测量透明薄膜折射率的方法

用一个三棱镜把光耦合到被测量透明薄膜上;由另一个三棱镜把光耦合出来。当光束在与被测量薄膜的界面刚好发生全反射,由棱镜２耦合出的光突然消失。这时光束进入被测量薄膜的入射角为临界角。测出入射棱镜的入射角,从而求出该薄膜相对不论的临界角,由此而求出该透明薄膜的折射率。     

用反射椭偏术测膜厚实验中存在的问题及解决办法(英文)

薄膜科学与技术是当前高科技中的一个重要领域，用反射式椭偏仪测量薄膜厚度是一个重要的物理实验．然而，目前的实验内容只能确定膜厚在第一周期以内的值而不能确定膜厚的周期数，因而不能测得薄膜的实际厚度．本文讨论了这一问题并提供了一个简易可行的解决办法     

高斯光束在中空圆形波导中的传输理论

利用高斯光束的傍轴光线近似、光在介质表面以及介质内传播的物理光学原理，并考虑到高斯光束在中空波导耦合端的衍射效应，用计算机数值模拟以及近似计算法导出了１０．６μｍ高斯光束通过不同的中空圆形波导的透过率．分析结果表明镀适当厚度的透明介质膜中空金属波导传输损耗较小，而常规的中空光纤损耗较大．分析了介质膜中空波导膜层厚度以及膜材料对光传输损耗的影响．还提出了镀介质膜中空锥形波导的结构，这种波导可以同时具有低耦合损耗与低传输损耗     

椭偏光谱测量匀质膜光学特性的计算分析

应用椭偏光谱法，测量透明膜和吸收膜的折射率、厚度及消光系数．利用Delphi语言编程对实验数据进行处理，其结果与已正式出版的椭偏测厚数据表进行对比，各测量点绝对误差为0．01nm，该程序适用于椭偏光谱仪对各种匀质膜测量的数据处理．     

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。     

等效折射率模型分析二维光子晶体微谐振腔模态

 采用数值计算方法,利用等效折射率模型研究不同折射率材料制造的二维光子晶体微谐振腔的模态。发现可以通过增加薄膜厚度达到良好的光子局域化。讨论了薄膜层材料折射率分别为n=3.42,2.50,1.80,1.60,薄膜层厚度分别对应为0.1529,0.2182,0.3341,0.4003μm,其等效折射率分别对应于2.81,2.23,1.52,1.38时,达到良好光子局域,说明介质材料与空气折射率差值小的光子晶体微谐振腔结构若要有好的光子局限能力,除了需要靠介质材料本身的全反射效应外,还需有足够厚的膜层厚度。从而找到一个能控制光场分布同时维持单模振荡的机制,揭示微谐振腔体薄膜层厚度对模态影响,为实际研制具有高质量微谐振腔提供了一种较好的预估手段。     

利用单波长椭偏仪对各向异性薄膜光学常数和欧拉角的研究

基于椭偏测量原理和4×4矩阵法原理,提出了利用单波长椭偏仪在光轴平行于薄膜表面方向上测量各向异性薄膜的薄膜参数(包括双折射率、厚度及欧拉角)的方法.通过转动待测样品90°的方法,得到2组椭偏参数,利用反演算法对2组椭偏参数进行反演,得到各向异性薄膜的4个薄膜参数;采用数值模拟分析了入射角、薄膜厚度、欧拉角及其定位误差对测量结果的影响;实验测量了光轴平行于样品表面的各向异性聚酰亚胺薄膜样品在转动前后的椭偏参数,并进行反演.结果表明:该方法提出的算法反演稳定性好、精度高;该方法测得各向异性薄膜的寻常光折射率、非寻常光折射率、厚度以及欧拉角的精度分别达到0.000 1、0.000 1、0.1 nm及0.03°;寻常光折射率、非寻常光折射率、厚度的最大测量误差分别为0.001 2,0.004 4以及4.57 nm;该方法具有较好的测量稳定性、自洽性及可靠性.文中提出的方法具有测量过程简单、对实验仪器要求低的优点,拓展了单波长椭偏仪的测量范围,提出了各向异性薄膜参数的测量方法,具有实际应用意义.     

薄膜厚度对Cu膜光电性能的影响

在室温条件下,用直流磁控溅射Cu靶制备出了不同厚度的Cu膜,测量了Cu膜的光学透过率和面电阻,分析了光电性质薄膜厚度的变化情况．实验结果表明,随着Cu膜厚度的增加,其光学透过率逐渐减小,透过率在波长为580nm处出现峰值．Cu膜的面电阻随薄膜厚度的增加先急剧减小,然后减小变得缓慢,最后趋于定值．理论模拟了Cu膜的光学透过率随薄膜厚度的变化和光学透过率随入射光波长的变化,理论模拟结果与实验结果吻合．     

椭圆偏振仪测量薄膜厚度和折射率

文章通过对椭偏仪测量原理的分析给出了四区平均消光状态下的计算公式,利用该公式计算在一个周期内的薄膜厚度和折射率结果较好;同时给出了膜厚大于一个周期时的计算方法。     

红外可见双波长激光干涉仪

红外、可见双波长激光干涉仪是采用自行设计的可调双波长氦氖激光器作为光源．光路中所有光学元件均兼容红外（３．３９μｍ）和可见（０．０３μｍ）两个波长，可以在同一光路中测得薄膜样品在上述两个波长下的光学参数。这种激光干涉仪一次测量可确定薄膜的三个光学参数即折射率，吸收系数和厚度。文中论述了测量原理、实验装置和测量结果的实例。     

Tb/Fe_(50)Mn_(50)多层膜层间与界面交换耦合的研究

采用磁控溅射技术制备了Tb/Fe50[Mn]50 n多层膜,用Versalab振动样品磁强计测量薄膜样品在不同温度下的磁滞回线,研究了Tb/Fe50[Mn]50 n多层膜体系矫顽力和温度、薄膜层数及反铁磁层厚度的关系,以及薄膜铁磁层与反铁磁层界面耦合作用和铁磁层的层间耦合作用.研究发现铁磁层与反铁磁层的界面耦合作用随温度升高而增加,且存在随薄膜厚度增加而增大的转变温度Tt.当TTt时,界面耦合使矫顽力减小;当TTt时,使矫顽力增大.铁磁层的层间耦合作用随反铁磁层厚度在铁磁耦合和反铁磁耦合之间振荡变化,当TTt时耦合作用强度随温度增加而减小,但当TTt时,耦合作用突然增强.     

溶胶—凝胶法制备氟化物薄膜光波导

以乙酰丙酮盐为原料,用溶胶－凝胶法制备掺饵的锆钡镧铝氟化物薄膜光波导。第一步为制备包含锆钡镧铝及铒的溶胶;第二步为在基底上用旋转镀膜的方法镀膜及氟化。用这种方法得到的薄膜用扫描电镜测量了其组分和表面膜的形态。同时也测得膜的厚度和折射率。     

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.     

掺氧多晶硅薄膜退火特性的研究

掺氧多晶硅薄膜作为钝化膜己成功地应用于半导体器件。为了适应器件制造过程中的高温热处理,有必要探讨膜的高温热退火物理效应。本文从薄膜的腐蚀速率、膜的厚度以及膜的折射率随不同退火温度的变化,显示了掺氧多晶硅薄膜经高温退火的致密效应。而从膜的红外吸收谱测量表明膜中含氧量基本不变,但Si-O键吸收峰随着退火温度的升高向高频方向移动,并且愈益接近SiO_2的红外吸收谱。由此说明高温热退火使无定形的生长层薄膜再结构为Si多晶颗粒和SiO_2。使膜中SiO_2成份随着退火温度升高也跟着增加。