مقالۀ پژوهشی: محاسبۀ ضرایب اپتیکی و ضخامت لایۀنازک دی‌اکسید تیتانیم با استفاده از روش بیضی‌سنجی تکفام

ضرایب اپتیکی و ضخامت لایه‌های نازک در بسیاری از شاخه‌های علوم و فناوری پارامترهای اساسی محسوب می‌شوند. بیضی‌سنجی روش شناخته‌شده و قدرتمندی برای محاسبۀ پارامترهای اساسی لایه‌های نازک، به واسطۀ داشتن قابلیت‌های غیرتخریبی و دقت آن است. در این مقاله، یک بیضی‌سنج تکفام که در مقایسه با دیگر بیضی‌سنج‌های مرسوم نسبتاً ساده و ارزان است، طراحی کرده‌ایم. منبع نور به‌کاررفته در این طراحی یک لیزر هلیوم‌ـ‌نئون با طول موج 633 نانومتر است. برای اندازه‌گیری پارامترهای بیضی‌سنجی (𝜓, Δ) از روش بیضی‌سنجی تحلیلگر چرخان در زوایای فرود مختلف استفاده شده است. کارایی و دقت این روش از طریق محاسبۀ ضرایب اپتیکی و ضخامت لایۀ‌نازک دی‌اکسید تیتانیم (TiO2)، با پارامترهای اپتیکی معلوم، آزموده شد. به منظور افزایش دقت اندازه‌گیری‌ها، پارامترهای بیضی‌سنجی (ψ و Δ) از نواحی مختلف سطح لایه استخراج شد. ضریب شکست زیرلایه مقدار 48/1 و ضریب شکست لایه و ضریب خاموشی لایه و ضخامت لایۀنازک به ترتیب، مقادیر 58/2 و 04/0 و 60/49 نانومتر به دست آمد. این نتایج، که از برازش منحنی داده‌های حاصل از بیضی‌سنجی و نیز اعمال روش وارونه‌سازی استخراج شده‌اند، صحت و کارایی چیدمان طراحی‌شده را نشان می‌دهد.

کلیدواژه ها:

بیضی‌سنجی تکفام ، بیضی‌سنج تحلیلگر چرخان ، پارامترهای بیضی‌سنجی ، لایۀنازک