幾種信息功能薄膜材料的橢圓偏振光譜研究.pdf

1、納米薄膜材料的迅猛發(fā)展給微電子以及光電子的應(yīng)用帶來了革命性的變化。作為一種重要的光學(xué)測量手段，橢圓偏振光譜測量方法被廣泛用于檢測納米薄膜的光學(xué)常數(shù)、納米結(jié)構(gòu)等信息。本文主要利用橢圓偏振光譜測量方法來研究信息功能薄膜材料的光學(xué)性質(zhì)隨溫度、結(jié)構(gòu)、厚度、組分等因素變化的規(guī)律，包括以下內(nèi)容:
　　1.利用橢圓偏振光譜測量方法以及第一性原理分子動力學(xué)的模擬，對錫(Sn)薄膜的光學(xué)性質(zhì)隨溫度變化從固相到液相轉(zhuǎn)變的規(guī)律進(jìn)行實驗和理論研究。液態(tài)S

2、n的介電常數(shù)實部明顯小于固態(tài)Sn的值，同時不存在固態(tài)Sn的介電常數(shù)中在1.5 eV附近的帶間躍遷吸收峰。利用液態(tài)Sn和固態(tài)Sn光學(xué)常數(shù)的區(qū)別，可以通過橢圓偏振光譜測量Sn的光學(xué)性質(zhì)隨溫度的變化，從而確定納米薄膜的熔點。從第一性原理的計算可以發(fā)現(xiàn)Sn的光學(xué)性質(zhì)從固相到液相的轉(zhuǎn)變來自于固態(tài)Sn和液態(tài)Sn在原子結(jié)構(gòu)上的差異。
　　2.利用橢圓偏振光譜技術(shù)獲取了Si襯底上生長不同厚度的五氧化二鉭(Ta2O5)薄膜的光學(xué)常數(shù)。當(dāng)膜厚小于40

3、nm時，Ta2O5薄膜的折射率隨著厚度的減小急劇減小;但是膜厚較大時，Ta2O5薄膜的折射率并不會隨著厚度變化，而是接近于塊體Ta2O5的折射率。這樣的變化規(guī)律來自于薄膜與襯底間的中間氧化層以及薄膜表面的粗糙層的共同影響，其中粗糙層可以通過原子力顯微鏡觀測得到。
　　3.利用橢圓偏振光譜測量方法研究了不同組分Bi1-xSex(0＜x＜1)薄膜的光學(xué)性質(zhì)。發(fā)現(xiàn)在Bi1-xSex薄膜中，對于不同波長的光，穿透深度不同。對于拓?fù)浣^緣體來