用透射譜分析薄膜的折射率厚度及光學(xué)帶隙1

1、Page 2薄膜沉積于玻璃襯底上，結(jié)構(gòu)如下符號的簡單說明dfilm thicknessn=n-ikn = complex refractive indexn = refractive indexk= extinction coefficientPage 3典型的透射譜條紋是干涉形成的，利用它可以計算薄膜厚度。根據(jù)透射條紋是干涉形成的，利用它可以計算薄膜厚度。根據(jù)透射譜計算出吸收系數(shù)，可得到光學(xué)帶隙。從透射譜的包絡(luò)線譜計算出吸收系數(shù)，可得到光學(xué)帶隙。從透射譜的包絡(luò)線可以計算任一波長處的折射率。可以計算任一波長處的折射率。Page 4畫包絡(luò)線Page 5origin中手工畫包絡(luò)線的方法n 從too

2、l中打開baseline對話框，根據(jù)需要選擇automatic中的數(shù)字，點擊Create Baseline按鈕，軟件自動給出一條baseline,如果不滿意這條線，點擊Modify按鈕，可以用鼠標拖動baseline到需要的位置。然后點出undo Subtraction按鈕。n 點擊包絡(luò)線，從出來的對話框中選擇go to base1,形成包絡(luò)線的數(shù)據(jù)文件，將其另存為一個新的數(shù)據(jù)表。n 上下包絡(luò)線需要分別做并產(chǎn)生二個對應(yīng)的數(shù)據(jù)文件。Page 6如何將上下二條包絡(luò)線與透射譜合成在一個圖中n 先畫出透射譜圖n 激活一個包絡(luò)線的數(shù)據(jù)列表，選中二列數(shù)據(jù)，將鼠標點在列最右側(cè)合適的位置，會出現(xiàn)一個標有曲線的

3、小標識，這時按住鼠標左鍵拖至透射譜的圖中，然后用同樣的方法將另一個包絡(luò)線拖到透射譜中，得到合成圖Page 7相鄰峰或谷處折射率的計算方法（）在相鄰峰或谷處分別在二條包絡(luò)線上讀取透射率的值，如圖所示，相對應(yīng)的波長也需要讀取，計算薄膜厚度時要用。Page 8相鄰峰或谷處折射率的計算方法（二）其中s是透明襯底的折射率，對一般用的載波片為.。或者用公式計算出來Ts透射譜中薄膜和襯底對光都無吸收時的透射率。用以上二個公式可以計算弱吸收區(qū)和中等強度吸收區(qū)中任一波長處的折射率，測量薄膜時只關(guān)心波峰和波谷處的值。Page 9薄膜厚度的計算方法n 利用相鄰波峰或波谷處的折射率及波長，可粗略地計算薄膜厚度。n 也

4、可以利用以上計算的薄膜厚度，再根據(jù)干涉公式先給出干涉級數(shù)m，再重新計算薄膜厚度，這樣給出的薄膜厚度誤差小于%。Page 10光學(xué)帶隙的計算方法n 利用公式給出吸收系數(shù)譜ln(1/T)=d其中T：透射率d：薄膜厚度：吸收系數(shù)n 從曲線上讀取吸收系數(shù)為104cm-1的點所對應(yīng)的波長n 計算對應(yīng)的Eg5,4=1.24/（的單位用微米）Page 11說明及參考文獻n 用Tauc法計算光學(xué)帶隙在線性區(qū)的確定時具有一定的隨意性，因而通過線性區(qū)外推得到的光學(xué)帶隙不具有唯一性。故不在此介紹。n 以上只介紹方法。理論部分請參照收下文獻 R Swanepoel. Determination of the thickness and optical constants of amorphous silicon. J. Phps. E: Sci. Instru