基于白光干涉法测量纳米薄膜的厚度开题报告
2020-04-23 19:38:24
1. 研究目的与意义(文献综述)
薄膜材料是指分子、原子或离子在基底表面沉积形成的一种特殊的二维材料,与体积材料相比有着许多独特的光学和电学性质。金属薄膜材料的电磁性能、光学性能以及力学性能具有其他薄膜材料不可替代的优越性,因此在微电子器件、光学器件和通讯工程中有着更广阔的应用空间。当薄膜厚度降低至纳米量级时,将出现很多新的现象。因为纳米薄膜的尺寸很小,使得表面积与体积的比值大大增加,表面效应所表现出的性质非常突出,因而在光学性质和电学性质上有了许多独特的表现。纳米薄膜不仅仅应用于传统光学领域,在生产实践中也得到了越来越广泛的应用,尤其是在光通讯,光学测量,微电子器件,生物与医学工程等领域的应用空间更为广阔。
1883年,迈克尔逊干涉仪的诞生对人类的测量事业具有里程碑式的意义,薄膜的厚度测量范围能够到光波波长的阶段。而随着x射线、β射线、α射线、γ射线和激光等被应用到薄膜厚度检测领域中,检测范围能够达到100nm以下,检测精度能够达到nm级。
经过许许多多科学工作者的不断研究和探索,提出了很多种测量金属薄膜厚度的方法,一般可以分为非光学方法和光学方法,非光学方法主要有电阻法,电容法,涡流法以及探针法,光学方法主要有椭圆偏振法,干涉法,光谱法以及棱镜耦合法。对于厚度在纳米量级的薄膜,利用光学原理的测量技术应用最为广泛,相较于其他方法,光学测量方法具有精度高,速度快,无损测量等优势而成为最主要的检测手段。其中白光干涉法具有对环境不敏感、抗干扰能力强、测量动态范围大、结构简单等优点。特别是,选用宽谱光源的白光干涉法相较于其他窄带光源干涉法,由于中心零级干涉条纹的存在,只用一个干涉仪即可实现对被测物理量的绝对测量。
2. 研究的基本内容与方案
基本内容、目标:
以贵金属薄膜为样品,利用白光干涉法实现纳米级薄膜厚度测量,对实验的精确度和误差来源进行深入的研究和分析。
1、了解纳米贵金属薄膜厚度的常用检测方法,分析白光干涉法用于测量金属薄膜厚度的问题,掌握白光干涉的原理和信号解调技术;
3. 研究计划与安排
第7学期:完成选题和任务布置
第8学期:
第1-3周:查阅相关文献资料,明确研究内容,了解纳米级薄膜厚度的测量方法,并掌握白光干涉信号与薄膜厚度的关系,完成开题报告;
4. 参考文献(12篇以上)
[1] 陈燕平,余飞鸿.薄膜厚度和光学常数的主要测试方法[j].光学仪器,2006,28(6):84-88.
[2] 辛金栋.纳米级金属薄膜厚度的spr检测方法研究[d].天津:天津大学,2011.
[3] 徐春晖.纳米薄膜厚度的光学测量方法研究[d].武汉:武汉理工大学,2016.