Polecamynowości

Metoda elipsometrii

Metoda elipsometrii

rp_nauka33.jpgElipsometria polega na pomiarze zmiany polaryzacji monochromatycznej wiązki światła wskutek odbicia od badanej powierzchni. Z pomiarów tego rodzaju można wyznaczyć stałe optyczne podłoża, od którego światło zostało odbite lub w przypadku, gdy to podłoże jest pokryte przezroczystą warstwą dielektryczną ? grubość i współczynnik załamania tej warstwy. W badaniach właściwości warstw powierzchniowych metoda elipsometryczna charakteryzuje się następującymi zaletami: jest nieniszcząca, dokładna i szybka. Metodę tę można stosować do pomiaru warstw w zakresie grubości od warstwy monoatomowej 0,1 0,2 nm do kilku mikrometrów . Rozważmy zjawisko odbicia monochromatycznej, skolimowanej i liniowo spolaryzowanej wiązki światła. Stan polaryzacji jest określony przez wzajemną zależność między fazami i amplitudami dwóch fal płaskich, na które można nałożyć drgania wektora pola elektrycznego fali świetlnej. Jedna fala, oznaczona jako ?p”, leży w płaszczyźnie padania, zaś druga fala, oznaczona literą ?s”, jest prostopadła do tej płaszczyzny. Jeżeli składowe p i s są w fazie, wówczas wynikowa fala jest spolaryzowana liniowo. Różnica faz różna od 180° odpowiada polaryzacji eliptycznej. W ogólności, odbicie powoduje powstanie różnicy faz oraz zmianę stosunku amplitud fal pis.

Przeczytaj także: Domieszki

 

Ze wzrostem koncentracji domieszek rozmiary obszaru zubożonego otaczającego granice ziaren stają się mniejsze niż rozmiar ziarna tak, że wewnątrz krystalitów wytwarza się obszar obojętny. Jednak znajdujące się w nim swobodne nośniki nie mogą przepływać do sąsiednich krystalitów, gdyż otaczający je obszar zubożony stanowi dla nich barierę potencjału. Wzrost koncentracji domieszek powoduje więc początkowo powolny wzrost koncentracji nośników oraz zmniejszenie ich ruchliwości, spowodowane liniowym wzrostem wysokości bariery potencjału. W tym zakresie koncentracji domieszek przewodnictwo ma charakter aktywa- cyjny, a energia aktywacji jest wyznaczona przez wysokość bariery potencjału i maleje do 0,15 eV dla koncentracji domieszek rzędu 1024 m~3. Wysokość bariery potencjału osiąga wartość maksymalną, gdy wszystkie stany pułapkowe zostaną zapełnione. Dalszy wzrost koncentracji domieszek powoduje szybkie zmniejszenie wysokości bariery potencjału, która dla N > Nsat zmienia się odwrotnie proporcjonalnie do koncentracji domieszek. Prowadzi to do wzrostu ruchliwości oraz gwałtownego wzrostu koncentracji nośników ładunku. Wzrost ten powoduje nagły spadek rezystywności w zakresie koncentrakcji domieszek 1024… 1025 m~3. Przy koncentracjach domieszek rzędu 1025 m~3 koncentracja nośników staje się równa koncentracji domieszek i dalej rośnie liniowo z jej wzrostem.

Pozostałe wpisy o szkole oraz edukacji: