Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Киселев В.Ф. -> "Основы физики поверхности твердого тела " -> 58

Основы физики поверхности твердого тела - Киселев В.Ф.

Киселев В.Ф., Козлов С.Н., Зотеев А.В. Основы физики поверхности твердого тела — М.: МГУ, 1999. — 284 c.
Скачать (прямая ссылка): osnovifizikipoverhnostitverdogotela1999.djvu
Предыдущая << 1 .. 52 53 54 55 56 57 < 58 > 59 60 61 62 63 64 .. 128 >> Следующая

Исследования морфологии поверхности с помощью методов рассеяния ионов,
электронной и ионной микроскопии страдают одним общим недостатком. В них
для анализа используются достаточно высокоэнергетичные частицы -
электроны и ионы. При взаимодействии с поверхностной фазой таких частиц,
обладающих энергией от кэВ до МэВ, резко возрастает ее дефектность (снова
взгляните на рис. 1 введения), изменяется ее химический состав, зарядовая
и деформационная неоднородность. Другими словами, сам метод изменяет
состояние объекта исследования. Информация, получаемая указанными
методами, имеет самостоятельный интерес для физики атомных столкновений.
В какой-то мере эти методы полезны при изучении дефектности атомарно-
чистых поверхностей, но мало информативны в случае реальных поверхностей
с характерным для них сложным составом поверхностной фазы. Более
приемлемы для исследования последних оптические методы, использующие
сравнительно низкоэнергетическое малоинтенсивное излучение.
4.2.3. Оптические исследования. Оптические методы дают информацию о
свойствах приповерхностного слоя, толщина которого определяется глубиной
проникновения света d, обратно пропорциональной коэффициенту его
поглощения а. Последний зависит от длины волны X и механизма
взаимодействия света с веществом.
Методы линейной оптики. Напомним, что эти методы справедливы для
напряженностей электрического поля световой волны Е " Еа , где Еа -
внутриатомная напряженность поля - 108-109 В см"1. При этом атомный
осциллятор является гармоническим, и поляризация среды линейно зависит от
напряженности поля: Р = zq%E, где % - электрическая восприимчивость. Если
средние квадратичные отклонения поверхности от математической плоскости о
" X, то законы отражения описываются известными формулами Френеля,
которые устанавливают прямую связь между поляризационными
характеристиками падающего и отраженного светового пучка в предположении,
что показатель преломления я скачком меняется на
130
Глава 4
"поверхности - плоскости". Уже в работах Рэлея, Друде, Жамена и Рамана
были отмечены небольшие отклонения от формул Френеля: в отраженном от
однородной поверхности жидкости (воды) под углом Брюстера световом потоке
присутствовала компонента эллиптически поляризованного света. Последнее
связано с тем, что на поверхности имеется тонкий приграничный слой
вещества, свойства которого отличны от объемных. В этом переходном слое
показатель преломления меняется плавно при переходе из одной фазы в
другую. Сразу отметим, что эти эксперименты оказали огромное влияние на
развитие физики поверхностных фаз. Они способствовали переходу от ла-
пласовского двумерного подхода рассмотрения этих фаз к современному
трехмерному. Все то же относится и к поверхности твердого тела.
Метод исследования поверхностных фаз путем анализа поляризационных
характеристик падающей (/) и отраженной (г) световой волны получил
название эллипсометрии. Обычно используются две такие характеристики:
отношение амплитуд Ap/As = tgvj/ и разность фаз (5р - Sj) = Д
параллельной (р) и перпендикулярной (х) к плоскости падения компонент
вектора напряженности электрического поля световой волны. Соотношения
между ними устанавливаются формулами Френеля. В случае проводящих сред
следует учитывать, что показатель преломления отражающей среды является
комплексной величиной: п* = п - iee. В распространенном случае
эллипсометрии на поверхности твердого тела, покрытой тонкой пленкой
(например, окисла), экспериментально определяются изменения tgv(/ и Д в
результате отражения света:
Знание этих величин для разных углов падения позволяет рассчитывать, при
определенных допущениях, толщину пленки (переходного слоя) d, ее
показатель преломления п и коэффициент поглощения ее.
Наиболее широко эллипсометрия используется для определения толщин
изотропных тонких пленок на поверхностях металлов и полупроводников. Это
могут быть слои адсорбированных молекул, оксидные пленки, пленки
Лэнгмюра-Блоджетт и т.д. Возможности эллипсометрии существенно
расширяются при проведении измерений в широком диапазоне длин волн X
(спектральная эллипсометрия): разрешающая способность в этом случае
достаточна для обнаружения неоднородности по нормали к поверхности на
атомном
(tgy)' А'р ¦ As
Д'-Д' = (8' -81) -(5,/,.-5i) = д.
(4.5)
(4.6)
Экспериментальные исследования структуры и свойств поверхности.
131
уровне. В настоящее время разработан ряд алгоритмов и номограмм для
расчета параметров тонких поверхностных пленок и для автоматического
технологического контроля за их нанесением в планарной технологии
микроэлектроники.
Модель поверхности, построенная на основании данных эл-липсометрии,
является лишь усредненным "оптическим эквивалентом" реальной неоднородной
поверхностной фазы. В действительности, в отраженном свете с
интенсивностью /, помимо зеркальной компоненты Is, всегда присутствует
диффузная компонента Id, связанная с рассеянием света на макроскопических
Предыдущая << 1 .. 52 53 54 55 56 57 < 58 > 59 60 61 62 63 64 .. 128 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed