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椭偏光谱法研究溶胶-凝胶TiO2薄膜的光学常数
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:《物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:O484[理学—固体物理;理学—物理] TB383[一般工业技术—材料科学与工程]
  • 作者机构:[1]同济大学,波耳固体物理研究所,上海市特殊人工微结构材料与技术重点实验室,上海200092
  • 相关基金:国家高技术研究发展计划(批准号:2008AA8041606), 国家自然科学基金(批准号:50752001;50802064)资助的课题.
中文摘要:

以钛酸丁酯为前驱体,采用溶胶-凝胶工艺成功制备了TiO2薄膜.利用反射式椭圆偏振光谱仪测量了薄膜的椭偏参量Ψ和Δ,并用Cauchy模型对椭偏参数进行数据拟合,得到了薄膜的厚度和光学常数在380—800nm的色散关系.用分光光度计测量了薄膜的反射率,并用干涉法计算薄膜的厚度;使用原子力显微镜观测了薄膜的表面微结构,分析讨论了不同退火温度处理的薄膜微结构与光学常数之间的关系.研究结果表明,Cauchy模型能较好地符合溶胶-凝胶TiO2薄膜的光学常数色散关系,得到了薄膜的折射率和消光系数随波长的变化规律;薄膜光学常数的大小与薄膜的微结构有关;理论模拟的反射率与实际测量的反射率非常符合;干涉法计算得到的薄膜厚度,与椭偏光谱测试的结果也一致,两者相对偏差仅为2.5%左右.

英文摘要:

Nanostructured titanium oxide films were deposited on silicon substrate via sol-gel dip coating method with tetrabutyl titanate as precursor. With reflective spectroscopic ellipsometry, the ellipsometric parameters Ψ and Δ of TiO2 films were measured. Then, with the Cauchy model, the ellipsometric data were fitted, and both the thickness and the optical constants at 380—800 nm wavelength of the films were obtained. A comparison was made between the reflectance of the films derived with the spectrophotometer and the simulated results. Meanwhile, the thickness of the films was calculated by interference method. Moreover, with the atomic force microscopy the surface microstructures of the films annealed at different temperatures were observed, and the relationship between the surface microstructures and optical constants of films was further discussed. The results showed that Cauchy model works well in describing the dispersion relationship of the TiO_2 films, and the variation rules of optical constants (the refractive index, the extinction coefficient) with wavelength were obtained. The optical constants of the films were related with the microstructure. Those simulated reflectance spectrum accorded well with the measured result. And with a deviation of only 2.5%, the calculated value of the thickness was in accordance with which was obtained by spectroscopic ellipsometry.

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
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