عنوان پایان‌نامه
ضخامت سنجی لایه های نازک نانومتری
- رشته تحصیلی
- فیزیک- حالت جامد
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 56635;کتابخانه پردیس علوم شماره ثبت: 4976
- تاریخ دفاع
- ۰۹ بهمن ۱۳۹۱
- دانشجو
- راضیه اکبری
- استاد راهنما
- محمدرضا محمدی زاده
- چکیده
- تحلیل بیضی¬سنجی روشی سریع، دقیق و غیر¬مخرب برای تعیین ضخامت، خواص نوری همانند قسمت حقیقی و موهومی ضریب شکست (ثابت دی الکتریک)، زبری سطح، میزان تخلخل لایه های نازک و بررسی مشخصات فصل مشترک لایه ها است. در این آنالیز از تغییر بیضوی قطبش نور در اثر بازتاب از سطح نمونه استفاده شده، اطلاعاتی راجع به خواص لایه نازک استخراج می¬شود. در این روش محدودیتی در تعداد لایه¬های موجود در نمونه وجود ندارد. جهت دستیابی به مشخصات لایه¬های نازک با استفاده از این روش، سه مرحله به شرح ذیل مورد استفاده قرار می گیرد: تهیه داده¬های تجربی با استفاده از چیدمان آزمایش،تعیین مدلی برای مشخصات لایه و برازش مدل انتخاب شده به داده¬های تجربی و تعیین پارامترهای نوری لایه. در اینپژوهش، پس از انجام مطالعات، از بین روش¬های متنوع بیضی¬سنجی چیدمان آزمایشگاهی بیضی سنجی تک طول موج با زاویه فرود متغیر انتخاب و ساخته شد. سپس تنظیمات نوری لازم بر روی دستگاه انجام شد. پس از تایید کارکرد درست دستگاه، آنالیزهایی بر روی نمونه¬های SiO2/Si(100)،YBa2Cu3O7/LaAlO3،Nd1.85Ce 0.15CuO4-d /STOو TiO2/Glassصورت گرفت. به عنوان نمونه ضریب شکست زیرلایه، ضریب شکست لایه و ضخامت نمونه¬ی SiO2/Si(100) به ترتیب مقادیر 1.42، 3.9 و 92.8 نانومتر به¬دست آمدند که حداکثر خطای یک درصد را در مقایسه با مقادیر تجربی گزارش شده در مقالات معتبر نشان می¬دهند. کلیدواژه: ضخامت سنجی، بیضی سنجی، تحلیلگر چرخان، ضریب شکست.
- Abstract
- The ellipsometery analysis is an accurate, fast and nondestructive method for determining the thickness, optical properties such as the real and imaginary part of the refractive index (dielectric constant), the amount of porosity of thin layers and the investigation of properties of the intersection of layers. In this analysis, we will derive some information about the properties of thin layers by using the elliptical change in the light polarity. This change is the result of reflection from the sample’s surface. One of the unique characteristics of this method is that there is no restriction on the number of layers in the sample. In order to obtain the properties of thin layers by this method, three steps are followed: 1- Providing data by using the experimental setup. 2- Determining a model for the layer characteristics. 3- Fitting the selected model to the experimental data and verifying the optical parameters of layer. In the present work, after an extensive study of variant ellipsometery methods, the experimental single-wavelength ellipsometeric setup with the variable incidence angle was selected and designed. After applying the required optical settings and being sure of the accurate performance of the setup, we did some analysis on different samples: SiO2/Si (100), TiO2/Glass, YBa2Cu3O7/LaAlO3, and Nd1.85Ce0.15CuO4-d /STO. As an example, the obtained values of refractive index of sub layer, layer and the thickness of SiO2/Si (100) sample are 1.42, 3.9, and 92.8 nm, respectively. Comparing these values with those of experimental reported literature shows good agreement with each other (the most error of 1%). Key words: thickness measurement, ellipsometery, rotating analyzer, refractive index
