[發明專利]一種超薄金屬薄膜紅外光學常數的表征方法

有效

• 申請號: 202011012332.3
• 申請日: 2020-09-24
• 公開（公告）號: CN112285063B
• 公開（公告）日: 2023-06-09
• 發明（設計）人: 楊霄;劉華松;劉丹丹;姜玉剛
• 申請（專利權）人: 天津津航技術物理研究所
• 主分類號: G01N21/55
• 分類號: G01N21/55;G01N21/59
• 代理公司: 天津市鼎拓知識產權代理有限公司 12233
• 代理人: 劉雪娜

1.一種超薄金屬薄膜紅外光學常數的表征方法，其特征在于：所述方法適用于厚度小于100nm的金屬薄膜的精確紅外光學常數的表征，所述方法包括以下步驟：

S1：制備超薄金屬薄膜表征樣品，所述樣品結構為：Sub/MxH/Air；其中：Sub為基底；Air為空氣；M為超薄金屬薄膜層；H為紅外透明的介質膜；x為該介質膜的光學厚度；

S2：建立超薄金屬薄膜的Drude介電函數色散模型；

S3：利用步驟S1中Sub基底的光學常數、H介質膜的光學常數和步驟S2中建立的超薄金屬薄膜的Drude介電函數色散模型構建超薄金屬薄膜表征樣品的薄膜干涉物理模型,?獲取超薄金屬薄膜表征樣品的透射率與反射率表達式；

S4：測量超薄金屬薄膜表征樣品的反射率光譜和透射率光譜；

S5：以測得的反射率光譜和透射率光譜為目標，基于薄膜干涉物理模型，使用薄膜光學常數反演計算方法，結合薄膜光學常數反演計算的評價函數獲得超薄金屬薄膜表征樣品中超薄金屬薄膜的厚度和光學常數;

所述薄膜光學常數反演計算的評價函數如下：

其中：MSE是測量值與理論模型計算值的均方差，N為測量波長的數目，M為變量個數，T_i^exp和R_i^exp分別為i個波長光譜透過率和光譜反射率的測量值，T_i^mod和R_i^mod分別為i個波長光譜透過率和光譜反射率的計算值，σ_T,i^exp和σ_R,i^exp分別為i個波長光譜透過率和光譜反射率的測量誤差。

2.根據權利要求1所述的一種超薄金屬薄膜紅外光學常數的表征方法，其特征在于：所述H為Ge、ZnS、Al₂O₃、YbF₃、MgF₂中的任意一種。

3.根據權利要求1所述的一種超薄金屬薄膜紅外光學常數的表征方法，其特征在于：所述Sub為Si、Ge、ZnS、ZnSe中的任意一種。