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橢偏儀的原理和應用

2021年01月14日 14:27

　　橢偏儀是一種用于探測薄膜厚度、光學常數(shù)以及材料微結(jié)構(gòu)的光學測量設(shè)備。橢偏光譜不直接測算光強，而是從相位空間尋找材料的光學信息，在材料學領(lǐng)域有著廣泛應用，特別是薄膜的各種特性的測量。

　　基本原理：

　　偏振光在介質(zhì)的表面反射時，其偏振狀態(tài)將發(fā)生變化，通過測量這些變化并建模分析，可以獲得介質(zhì)材料的光學常數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)信息。

　　應用領(lǐng)域：

　　1.固體薄膜光學性質(zhì)的測量：應用橢偏儀可對單層吸收膜、雙層膜及多層膜進行測量，得到材料的光學常數(shù)折射率N和吸收系數(shù)K，進而得到其介電常數(shù)。近年來也實現(xiàn)了對離子注入損傷分布的測量、超晶格、粗糙表面、界面的測量。

　　2.物理吸附和化學吸附：應用橢偏儀可以現(xiàn)場且無損地研究與氣態(tài)、液態(tài)周圍媒質(zhì)相接觸地表面上吸附分子或原子形態(tài)的問題。

　　3.界面與表面的應用：橢偏儀廣泛用于研究處于各種不同環(huán)境中的材料的表面的氧化和粗糙程度，以及材料接觸界面的分析。例如金屬和半導體接觸的研究。

　　4.電化學：離子吸附、陽極氧化、鈍化腐蝕及電拋光等電化學過程，可以現(xiàn)場深入地研究電極-電解液界面過程。

　　5.微電子領(lǐng)域：在微電子領(lǐng)域中，研究薄膜生長過程，薄膜厚度，半導體的表面狀況以及不同材料的界面情況，離子的注入損傷分布等。

　　6.一些高技術(shù)材料的研究及其它新領(lǐng)域：高溫超導材料、低維材料、導電聚合物以及光電子學、聲光學和集成光學、激光技術(shù)等領(lǐng)域。

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