椭圆偏振仪测量误差的修正

为了消除单波长消光椭圆偏振仪测量薄膜光学参数的测量误差,从椭圆偏振仪的测量原理和方法分析了椭圆偏振法测量薄膜折射率和厚度可能的误差来源.表明对测量结果影响比较大的是起偏器P的零点误差pδ和1/4波片偏离45°的数值误差δ2,给出了消除误差的方法.用椭圆偏振仪进行了测量实验,对测量结果进行了系统误差修正,修正比可达到1.7%.

MathCAD在椭圆偏振仪测定薄膜光学常数中的应用

薄膜光学常数决定薄膜的光学性能。通过对椭圆偏振仪测试原理的分析,得到求解薄膜光学常数超越方程的数值算法简化公式,并利用M athCAD的“So lve B lock”模块开发了基于W indow s系统的椭圆偏振测量薄膜光学常数的计算程序,该程序可用于单层有吸收薄膜或无吸收薄膜折射率和厚度的计算。实际应用结果表明,该计算具有数值准确、精度高、运算速度快、适应性好,对系统无特殊要求等优点,可用于薄膜制备过程的在线检测。

椭圆偏振仪测厚的计算

用 PC—1500袖珍计算机对不同入射角和衬底材料计算起偏角、检偏角与薄膜的折射率、厚度间的关系。

自动椭圆偏振测厚仪中的软件设计

本文简要介绍了自动椭偏仪的系统结构和硬件电路设计，着重叙述仪器的软件设计。

光谱椭圆偏振仪

主要技术与性能指标,光谱椭偏测试波长范围:190-2100 nm,成像椭偏光源波长:635 nm,入射角度10°-80°,角度调节精度≥±0.005°,起偏器旋转角度范围:0°-360°,检偏器旋转角度范围:0°-90°,旋转精度优于±0.01°主要应用,可实现纳米超薄膜、单层/少数层二维材料。

椭圆偏振仪

以测量光束偏振态的变化为基本原理的光学仪器，可用于测量薄膜的厚度、折射率等。

薄膜材料的椭圆偏振数据分析方法

椭圆偏振的数据处理一直存在很多困难,本文是作者从事椭偏数据分析工作的经验总结。介绍了椭偏数据分析中光谱选择范围的依据,提出了初步判别材料性质的方法,研究了一些常用模型及其应用范围,阐述了针对不同类型样品的数据分析方法,并分析了初始参数对分析结果的影响,为椭圆偏振的数据分析提供了快速易行的方法。

碲铌铅玻璃的椭圆偏振光谱研究

折射率、色散和吸收系数是用于超高速全光开关的光学材料的重要品质指数。本文用椭圆偏振仪对碲铌铅 (TNP)玻璃试样作波长自动扫描测量 ,测得在波长λ =2 5 8.3～ 82 6 .6nm范围内的折射率图谱与消光系数图谱 ,从而可计算各试样的阿贝数υd 和非线性折射率n2 。结果表明TNP玻璃具有较高的n2 。

金刚石薄膜红外椭圆偏振参量的计算与拟合

用红外椭圆偏振仪对热丝化学气相沉积法制备的金刚石薄膜的光学参量进行了测量。由于表面状态和界面特性的差异 ,分别对镜面抛光硅片和粗糙氧化铝基片上的金刚石薄膜建立了不同的模型 ,并在此基础上进行了测试结果的计算拟合。为了综合反应诸如表面粗糙度等表面界面因素对测试结果的影响 ,根据衬底特性将表面层和界面层分离出来 ,并采用Bruggeman有效介质方法对它们的影响进行了近似处理。结果表明 ,硅衬底上金刚石薄膜的椭偏数据在模型引入了厚度为 879nm的表面粗糙层之后能得到很好的拟合。而对于氧化铝衬底上的金刚石薄膜而言 ,除了在薄膜表面引入了粗糙层之外 ,还必须在衬底和金刚石界面处加入一层由体积分数为 0 641的氧化铝、体积分数为 0 2 3 3 4的金刚石和体积分数为 0 12 53的空隙组成的复合过渡层 (厚度 995nm ) ,才能使计算值与实验参量很好地吻合。

聚乙二醇刷型聚合物在聚砜膜上的光化接枝

对在聚砜薄膜上接枝的聚乙二醇的形貌做了大量研究,探讨了在透明平整的无孔聚砜薄膜上接枝刷型聚乙二醇的条件。首先制作出了透明且光滑平整的无孔聚砜薄膜,然后以对叠氮苯甲酸为光敏剂,在λ=365 nm紫外光的辐照下,用二步法将聚乙二醇接枝在聚砜膜表面,通过X射线-光电子能谱分析、原子力学显微镜及椭圆偏振仪等测试手段,对接枝前后聚砜膜表面形貌进行了表征,证明接枝的聚乙二醇层呈刷状。

二氧化锆栅介质薄膜光学及电学特性研究

采用反应RF磁控溅射法在氧气和氩气的混合气氛中制备了具有较高介电常数、较宽光学禁带间隙的ZrO2薄膜。利用变角度光谱椭圆偏振仪研究了不同O2/Ar流量比下制备所得薄膜的厚度、复折射率、复介电常数和吸收系数,估算了薄膜的光学禁带间隙,并测试分析了在不同O2/Ar流量比下溅射沉积的Al/ZrO2/SiO2/n型Si叠层结构的C V、I V特性曲线。通过对O2/Ar流量比分别为1/9、1/4、4/1、1/0工艺条件下溅射沉积ZrO2薄膜的α2与光子能量关系图的拟合,确定了其光学禁带间隙Eg分别为6.27、5.84、6.03、5.92eV,在O2/Ar流量比为1/9、1/4、1/0工艺条件下溅射沉积ZrO2薄膜,其ZrO2/SiO2叠层的有效介电常数keff计算结果分别为14.6、19.6和9.3,漏电流较低(<5.0×10-5A/cm2),其击穿电场强度分别为5.6、6.3、9MV/cm。

氮化铝薄膜光学常数和结合力测试分析

用直流磁控溅射方法在硅衬底上制备氮化铝薄膜。X射线衍射仪和X射线光电子能谱仪分析了薄膜的结构和成分;椭圆偏振仪测量并拟合获得AlN薄膜在250～1000nm波长范围内的折射率和消光系数曲线;利用大荷载划痕仪的声发射谱检测方法并结合不同压力下的划痕显微形貌观察得到薄膜临界载荷(结合力)L为29.45N。

椭偏法测试聚合物薄膜折射率的研究

针对聚合物PMMA改性光波导研制的需求,自建了一台变入射角、开放光路、适用范围更广的椭偏测试仪。通过实际测量聚合物PMMA改性薄膜,并与国内椭偏仪实测数据进行对比分析,表明本系统的实验数据更为可信。在此基础上还用本系统实测了几种常用光刻胶薄膜,通过估算和分析它们的折射率在日照前后的变化, 进一步验证本系统的可行性和适应性。论文最后对此类系统设置要点进行了归纳,为系统今后的改进提供参考。

有机电致发光器件材料的椭偏研究

本文报道了用可变入射角椭圆偏振仪（Variable angle incidence Spectroscopic Ellipsometer）测量Alq3,NPB,CuPc,Rubrene薄膜的光学常数，我们采用真空蒸镀法在硅衬底上分别制备了以上四种薄膜，然后我们用可变入射角椭圆偏振仪对四种薄膜进行了测量，测量在大气中进行，光谱范围从200到1000nm（或1.24到5cV），测量角度为65℃、70℃、75℃、80℃，接着，用Wvase32软件对四种薄膜的光学常数随波长（光子能量）的变化函数进行拟合，通过拟合我们得到了真空蒸镀的Alq3,NPB,CuPc,薄膜的光学常数随波长的变化函数及曲线，并且从材料吸收谱的吸收边，我们还得到了这些材料的光学禁带宽度。

金硅面垒探测器中超薄氧化膜的研究

采用激光椭圆偏振仪、俄歇电子能谱仪和电学方法等手段对面垒探测器中的Au-Si界面进行了研究。实验结果表明,在Au-Si之间存在一层数纳米厚的薄氧化层,它的成分和结构与制作工艺有关,通常是不完全氧化膜,它的存在对探测器性能有重大作用。

固态全无机电致变色器件透过光谱计算与测试

利用椭圆偏振仪拟合得到的褪色态电致变色层WO3、着色态电致变色层LixWOy、离子传导层Ta2O5,离子存储层NixO、SiO2;薄膜折射率与消光系数,通过TFCalc光学设计软件计算器件褪色态、着色态透过光谱。发现波长550nm处,理论器件变色幅度可以达到66.9%,大于实际测试光谱的56.7%(施加电压±5V);通过增加减反射层,可以进一步提高器件变色幅度至77.7%。

聚甲基丙烯酸甲酯乳胶膜在溶剂退火过程中的结构演变

通过乳液聚合的方法得到了单分散的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)乳胶分散液,利用小角X射线散射技术得到乳胶分散液中乳胶颗粒的粒径以及粒径分布.PMMA乳胶分散液在硅片上成膜后,利用椭偏仪和扫描电子显微镜研究了其在2种溶剂退火过程中的膜厚以及结构变化.干燥后的PMMA乳胶膜在相对良溶剂丙酮的溶剂退火过程中存在粒子的形变及溶胀2个过程,而在相对不良溶剂乙醇的溶剂退火过程中仅存在粒子的溶胀过程.

掺锡氧化锌纳米阵列的制备及其结构和光学特性的研究

在旋涂法制成的种子层基底上,用水热法生长氧化锌纳米阵列（ZNAs）和掺锡氧化锌纳米阵列（ZNAs∶Sn）.为了研究掺锡对氧化锌纳米阵列透光性的影响,用 X 射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、透射谱和椭圆偏振仪（SE）对样品进行了表征,并结合等效介质模型（EMA）理论模拟样品光学常数,根据太阳能光谱 AM1．5计算透过光的总功率.XRD 分析表明纳米棒垂直于基底沿（002）晶向生长,SEM 和椭圆偏振仪表明样品表面形貌良好,制得的纳米棒直径约300 nm,长度约1．6μm.透射谱表明 ZNAs 掺锡之后,在300~800nm 波段透过率增大.根据 AM1．5计算获得在样品厚度相同的情况下,掺杂5％的 ZNAs∶Sn透过光总功率是 ZNAs 的1．6倍.

基于玻璃基底的透明导电金膜的光学性质

采用直流溅射法,通过调节溅射时间和溅射电流,在玻璃基底上成功制备出不同厚度的透明导电金膜.通过椭圆偏振仪测量了透明导电金膜的厚度及其对可见光的透过率,利用四探针、扫描电子显微镜分别测量和表征了透明导电金膜的方块电阻和表面形貌.研究结果表明,随着透明导电金膜厚度的增加,方块电阻减小,金膜表面连续性变好,且透明导电金膜厚度为10~13nm时,透明导电金膜的导电性和透过性的兼顾最佳.通过实际中透明导电金膜厚度随溅射条件的变化,结合理论膜厚计算公式可知,直流溅射沉积透明导电金膜为岛状生长模式.使用椭圆偏振仪测量了不同入射角度和入射方向上透明导电金薄膜的椭偏参量,发现在各向同性的玻璃基底上生长的透明导电金膜的光学性质表现为各向异性.

生物芯片测试方法进展

生物芯片技术近年迅速发展 ,其中信号检测是生物芯片一个重要的相关技术。分别简要地介绍了集成半导体荧光测试 ,基于二元光学的荧光测试 ,利用椭圆偏振测量仪原理测试等生物芯片的检测方法 。