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椭偏仪的应用|特点|选购

  椭偏仪是一种用于探测薄膜厚度、光学常数以及材料微结构的光学测量仪器。椭偏仪通过测量光在介质表面反射前后偏振态变化,获得材料的光学常数和结构信息,具有测量精度高、非接触、无破坏且不需要真空等优点。

椭偏仪的特点

  1、椭偏仪测量的对象广泛,可以测量透明膜,无膜固体样品,多层膜,吸收膜和众多性能不同、厚度不同、吸收程度不同的薄膜,甚至是强吸收的薄膜。

  2、被测量的薄膜大小尺寸可以很小,只要1mm即可测量,小于光斑的大小。

  3、椭偏仪方式灵活,既可以测量反射膜,也可以测量透射膜。

  4、椭偏仪测量的速度很快。

椭偏仪的特点.jpg

  5、在各种粒子束分析测试技术中,光束引起的表面损伤以及导致的表面结构改变是Z小的。

  6、在椭偏光谱中,被测对象的结构信息(电子的、几何的)是蕴含在反射(或透射)出来的偏振光束中,通过光束本身与物质相互作用前后产生的偏振状态(振幅、相位)的改变反映出来。

  7、椭偏仪测量精度高。椭偏光谱的工作原理虽然建立在经典电磁波理论上,但实际上它有原子层级的灵敏度。对薄膜的测量准确度可以达到1nm,相当于单原子层的厚度。

  8、非苛刻性测量。样品可以是块体材料与薄膜,由于它可测得物质在一个波长范围内介电函数的实部和虚部,信息量较多,可对固体样品作精细分析。

  9、椭偏仪能同时分别测量出几个物理量。椭偏光谱可直接得到光学常数的实部和虚部,不需要K-K关系。

椭偏仪的应用

  随着应用与需求的扩大,椭偏仪可以应用到物理、化学、材料学、微电子技术、薄膜技术、冶金学、天文学、生物和医学等方面。

  1、固体薄膜光学性质的测量:

  应用椭偏仪可对单层吸收膜、双层膜及多层膜进行测量,得到材料的光学常数折射率N和吸收系数K,进而得到其介电常数。近年来椭偏仪也实现了对离子注入损伤分布的测量、超晶格、粗糙表面、界面的测量。

  2、物理吸附和化学吸附:

  用椭偏仪在现场且无损地研究过与气态、液态周围媒质相接触地表面上吸附分子或原子形态的问题。

  3、界面与表面的应用:

  椭偏仪广泛用于研究处于各种不同环境中的材料的表面的氧化和粗糙程度,以及材料接触界面的分析。例如金属和半导体接触,以及肖特基的研究。

  4、电化学:

  离子吸附、阳极氧化、钝化、腐蚀及电抛光等电化学过程,椭偏仪可以现场深入地研究电极-电解液界面过程。

  5、微电子领域:

  在微电子领域中,椭偏仪可以研究薄膜生长过程,薄膜厚度,半导体的表面状况以及不同材料的界面情况,离子的注入损伤分布等;

  6、一些高技术材料的研究及其它新领域:

  高温超导材料、低维材料、导电聚合物以及光电子学、声光学和集成光学、激光技术等领域,椭偏仪还用来研究固体的辐射损伤。

椭偏仪的选购指南

  1、根据研究或测试的材料特性来确定光谱范围,进一步选择适合光源的椭偏仪。对于透明材料,考虑关心的折射率光谱区域;对于短波吸收、长波透明材料,如果关心吸收区域折射率及膜厚可扩展到红外透明区域来先确定薄膜厚度,然后求解折射率。

  2、入射角方式选择。椭偏仪多角度测量可以增加可靠性,但不是总有必要。多角度Z适用于以下几种场合:多层膜结构、吸收膜、各项异性膜、光学常数沿厚度梯度分布的膜等。

  3、考虑测量准确性与重度性。椭偏仪重复性定义为仪器多次测量的结果的比较,比较容易定义与比较。一般的测准确性时将空气作为标准样品(没有其他理想的标准样品)。

  4、比较分析软件。椭偏仪测量是一种非直接测量模式,数据需要拟合分析得来,所以分析软件的好坏将直接影响到分析结果。

2004-12-19 浏览次数:4195次
本文来源:https://www.yiqi.com/daogou/detail_1851.html
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