椭圆偏振测厚实验.doc

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1、实验仪器SGC-1型椭圆偏振测厚仪、计算机实验内容1.仪器的安装、校正。2.使用仪器测量纳米级薄膜的厚度和折射率数据记录与处理各项待测材料折射率以及薄膜厚度记录待测材料衬底P1A1P2A2薄膜厚度d/nm折射率Nf厚度周期D/nmSiO2Si89.10138.35177.1534.30212.331.37316.14Si88.30138.15175.4034.60203.221.40291.57Si88.85140.00176.3534.15211.701.38307.59平均209.081.38305.10SiO2+聚合物膜Si8

2、2.45141.95171.0046.35166.521.53217.15TiO2薄膜Si106.8016.90175.00165.00142.092.0891.69Au薄膜Si87.5043.85171.50143.00200.541.39297.96ZrO2膜Si65.15150.75155.0041.50106.152.00101.19ZrO2膜K9137.5014.0053.00173.50118.161.79135.71HfO2膜（高）K949.50173.00139.0016.60123.801.74146.34HfO2

3、膜（低）K941.80167.70131.5023.1068.441.61184.59实验讨论椭圆偏振测厚实验利用了检偏器和起偏器处1个1/4波片通过消光来获得试验数值，该方法的优点在于测量待测材料时对材料本身无伤害，但缺点时光学实验易受干扰，读数不准或者未调至光点最暗处都可能导致误差。思考题1.基本思想：起偏器产生的线偏振光经过1/4波片合成特殊的椭圆偏振光，把它投射到样品的表面时，只要起偏器取适当的透光方向，样品反射出的便是线偏振光，根据偏振光在反射前后的偏振状态，便可以测定样品的膜厚度和折射率。各主要光学部件有起偏器、检偏器、

4、1/4波片，作用为：起偏器：产生线偏振光检偏器：检验偏振光，与起偏器构造相同1/4波片：使入射的线偏振光变成等幅度的椭圆偏振光。该方法的优点：非接触性以及高灵敏度、高精度1.光路没有共轴，使激光与偏振片、1/4波片不是严格入射，导致测量的折射率与理论值存在误差；实验中用手接触了介质薄膜表面，使其带有杂质，导致测得的折射率有误差；用眼睛读数及确定消光点可能存在误差。2.超出一个周期时可通过改变仪器的入射角，多次测量，计算结果，可得到周期n，确定真实厚度。3.1/4波片：使入射的线偏振光变成等幅度的椭圆偏振光。可得Eip=Eia的特殊椭

5、圆偏振入射光。计算A1=-A2P1=P2+π/2