Đang tải... (xem toàn văn)
ScanGate document
rAP CHE KHOA HOC DHQG HN KHITN XI, n°2-1995 DANH GIA BO DAY CUA MANG MONG KHONG HAP THY TREN NEN HAP THU TU PHEP DO PHAN XA TRONG HAI MOI TRUONG Nguyễn Thị Bảo Ngọc, Nguyên Vấn Nhã Khoa Vật lý Đại học Sư phạm DHQGHN Việc xác định độ đầy phổ chiết suất màng mỏng không hấp thụ hấp thụ nhờ phép shin xạ hai môi trường không hấp thụ khác đặc biệt phù hợp với màng mỏng có độ fầy cỡ vài chục nanômét Hài báo trình bày qui trình chọn biểu thức để nhận độ đầy màng nông từ số liệu thực nghiệm Đồng thời áp dụng để xác định độ dày màng mỏng oxyt IgCdTe (MCT) nhờ phép phản xạ khơng khí nước cất I.MỞ ĐẦU Có nhiều phương pháp để phân tích địịc trưng quang học màng mỏng khơng hấp thụ [1] đặc việt với màng không hấp thụ hấp thụ Phuong pháp “nhúng chìm phổ phản xa” (ISR) thường lược sử dụng để phân tích màng tương đối đầy Trong phương pháp 1SR, íc môi trường không hấp thụ khác Ellis va cộng [2| dã có lể xác định độ dày phổ chiết suất, phương pháp có hiệu shổ phản xã có xuất cực trị I.Ohlidal va K Navratil [3] da trinh bày phổ phản xạ thể dùng phương lực với màng phương pháp ISR đo pháp ISR mà Các ác giả xác định độ dày chiết suất nhờ phép phổ phản xạ hệ hai nôi trường không hấp thụ khác Ý nghĩa chủ yếu phương pháp chỗ xác định độ dày chiết suất màng mỏng nhờ việc lấy trung bình từ biểu thức tường minh Thứ hai là, áp lụng cho màng có độ dày tương đối nhỏ Các tác giả sử dựng phương pháp để đánh giá độ lay phổ chiết suất màng SiO; Si don tinh thé Bài báo đưa qui trình chọn biểu thức để nhận độ dày màng mỏng số liệu thực nghiệm Đông thời sử dụng vào việc đánh giá độ dày màng mỏng oxyt tên MCT nhờ phép đo phản xạ khơng khí nước cất II LÝ THUYẾT VÀ NGUYÊN TÁC CỦA PHƯƠNG PHÁP Hệ khảo sát gồm : Màng mỏng không hấp thụ hấp thụ với, giả thiết vật liệu ạo nên hệ đồng đẳng hướng phương diện quang học; không tồn lớp chuyển tiếp ác biên hệ; môi trường không hấp; thụ đặc trưng chiết suất thực n Khi chiếu chùm ánh sáng đơn sắc song song lên màng từ phía mơi trường hệ số phản xạ R hệ ược xác định bàng biểu thức: - R=RR* @) Với Re t+ r2expGn)) Q) 144 r2exp(ix,) Xị= 4nidix nạn, EE yy = tr a Ty +n; ^ nị— lệ = + =] rafexp (id) nị+n ễ n=n+ik nạ nị n tương ứng chiết suất môi trường, màng mỏng nền; k hệ số hấp thụ củ nền; dị độ dày màng mơng bước sóng ánh sáng tới; R hệ số Prénel cha hệ, R* liê hợp phức R Trong phuong pháp ISR mới, biều thức xác định phổ chiết suất 1a: MP ngn(A = B)= (nÈ +kỀ)C| @) PS” — wC-nA+B) Với: A= (nŸ~w2){1+R(n,)}{1~R (0y) B=(n,—n,)? {1= R(n,)R(ns)} + (nạ ~ nạ)? {R(n,) = R (ny)} C=(@n,~ n6)Ê (1= Rún,)}{1= Rúi)} Và n*¿ chiết suất môi trường thứ hai thực phép đo phản xạ hệ Rín,) v Rín',) tương ứng phổ phản xạ hệ mơi trường có chiết suất nạ n"a C6 thể sử dụng (3) để xác định nạ với tất bước sóng mà nụ, n"„ n, k, R (nạ) (n’,) đo Độ dày dị đánh giá từ phép đo phản xạ hệ hai môi trường từ biểu thu : dị= ĐI, (~ồ; +anecnllJ 4n NAS TS 2n dy = 2n day hy 1=0, +1, +2, 43 @) 6) R(n,XI+rEl| =u‡ +|sÙ Le sùi RO) 2n ry tgỗạ =— 2kn, on 24 bước sóng mà n¡ Giá trị dy tính từ hai biểu thức (4) (5) với tất xác định Tuy nhiên biểu thức cho kết dị không phụ thuộc vào bước sóng Biểu thức (4) (5) sử dụng để xác định độ đảy màng SiO,/Si Sau bàng cách so sánh độ lệch chuẩn để tần biểu thức cho d{3| Ngoài rà (4) (5) khơng dùng với bước sóng thỏa mãn phương trình 2n,dị = ma Dưới qui trình khác cho phép chọn biểu thức để đánh giá độ dày dị, màng mong “Trước hết khảo sát số hạng (-ồ;#arccosL) biểu thức (4) (5) Nhờ biểu thức xị = n¡dị/ suy là: Cos (x; + &:) = L (6) Vì ; độ lệch pha xuất phần xạ từ môi trường chiết quang hơn, tgồ; dương khoảng (-®; - 7/2) suy x, + 8) 8, nim =arccosL + 2kn =-8,tarccosL +2 kn (7) Khi chuyển dịch phía sóng ngắn, với màng mỏng cho, x,tăng a) Khi xị nhỏ : xị + ồ; nhận giá trị khoảng (-m; - 8/2) biểu thức : Xx, + 6) = - arccosÏ (8) b) Khi xị bất đầu tang (x, ~ 7/2) ¡ - 1/2