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橢偏儀的工作原理以及在工業(yè)中的應(yīng)用是什么?
來源:測試GO 時間:2022-10-12 11:54:53 瀏覽:6023次

橢偏儀有著測量精度高、快速多次測量且長期可靠性的優(yōu)點,常常被用來檢測化學(xué)材料微觀結(jié)構(gòu)、超薄膜厚度等實驗??蒲腥藛T發(fā)現(xiàn)橢偏儀可以和很多技術(shù)并用,比如:原子力顯微鏡拉曼光譜儀等。這使橢偏儀被廣泛地運用在研究材料、生物以及醫(yī)藥制造等領(lǐng)域中。

 

橢偏儀實驗儀器展示 

 

橢偏儀的工作原理:

入射光束(線偏振光)的電場可以在兩個垂直平面上分解為矢量元。P平面包含入射光和出射光,s平面則是與這個平面垂直。類似的,反射光或透射光是典型的橢圓偏振光,因此儀器被稱為橢偏儀。在物理學(xué)上,偏振態(tài)的變化可以用復(fù)數(shù)ρ來表示:其中ψ和?分別描述反射光p波與s波振幅衰減比和相位差。P平面和s平面上的Fresnel反射系數(shù)分別用復(fù)函數(shù)rprs來表示。rprs的數(shù)學(xué)表達(dá)式可以用Maxwell方程在不同材料邊界上的電磁輻射推到得到。

其中?0是入射角,?1是折射角。入射角為入射光束和待研究表面法線的夾角。通常橢偏儀的入射角范圍是45°到90°。這樣在探測材料屬性時可以提供最佳的靈敏度。每層介質(zhì)的折射率可以用下面的復(fù)函數(shù)表示。

通常n稱為折射率,k稱為消光系數(shù)。這兩個系數(shù)用來描述入射光如何與材料相互作用。它們被稱為光學(xué)常數(shù)。實際上,盡管這個值是隨著波長、溫度等參數(shù)變化而變化的。當(dāng)待測樣品周圍介質(zhì)是空氣或真空的時候,N0的值通常取1.000。

通常橢偏儀測量作為波長和入射角函數(shù)的ρ的值(經(jīng)常以ψ和?或相關(guān)的量表示)。一次測量完成以后,所得的數(shù)據(jù)用來分析得到光學(xué)常數(shù),膜層厚度,以及其他感興趣的參數(shù)值。


橢偏儀在各工業(yè)的應(yīng)用:

1、可用于實驗室研究,教學(xué),在線制程監(jiān)控,工業(yè)品質(zhì)控制等應(yīng)用。
2、半導(dǎo)體行業(yè):硅的氧化物和氮化物,高和低k介質(zhì)、多晶和非晶硅薄膜,光刻膠。
3、光學(xué)涂覆工業(yè):高、低折射率薄膜如SiO2,TiO2,Ta2O5,MgF2,等。
4、顯示行業(yè):導(dǎo)電層(如ITO),非晶硅薄膜、有機薄膜(OLED技術(shù))。
5、數(shù)據(jù)存儲產(chǎn)業(yè):類金剛石薄膜。
6、R&D 工序:薄膜沉積的原位表征(速率和光學(xué)常數(shù))對應(yīng)工藝條件的變化值,適用于MBEMOCVD、ALD、濺射等。
7、化學(xué)和生物:亞-單層材料吸附液體中的細(xì)胞實驗檢測。
8、工業(yè):在線監(jiān)測和控制薄膜的厚度。


 

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全部 3小時前 四川
文字是人類用符號記錄表達(dá)信息以傳之久遠(yuǎn)的方式和工具?,F(xiàn)代文字大多是記錄語言的工具。人類往往先有口頭的語言后產(chǎn)生書面文字,很多小語種,有語言但沒有文字。文字的不同體現(xiàn)了國家和民族的書面表達(dá)的方式和思維不同。文字使人類進入有歷史記錄的文明社會。
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