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基于SPR相位检测法的纳米级金属薄膜厚度检测理论与方法研究

近年来,纳米级金属薄膜材料在半导体制造、光伏电池、航空材料、生化技术等领域都起到了至关重要的作用,而其厚度参数是影响材料性质和评价薄膜质量的关键技术指标之一,因此研究如何准确地测量纳米级金属薄膜的厚度参数具有非常重要的意义。表面等离子体共振(Surface Plasmon Resonance,SPR)技术在薄膜传感器领域,特别是在测量薄膜的特征参数方面得到了一定程度的研究和应用,由于SPR效应对不同的金属薄膜和介质界面的微小变化十分敏感,因此可以用来检测纳米级金属薄膜的厚度,而相较于其它的检测方法来说,SPR相位检测法的灵敏度更高。因此,基于以上的分析和论述,本课题提出了一种基于SPR相位检测法的纳米级金属薄膜厚度检测方案。具体完成的工作主要包括:一、建立了利用SPR相位检测法测量金属薄膜厚度的测量模型。根据SPR检测的基本原理和方法,推导了基于Kretschmann多层结构的棱镜型SPR传感器的理论模型,选取了金膜和银膜作为本  (本文共136页) 本文目录 | 阅读全文>>

南京邮电大学
南京邮电大学

基于GaN衬底的Fe_3N薄膜的制备及其性质研究

对于半导体自旋电子学器件而言,自旋注入层材料选择一直是个问题。注入层材料选择的根本问题是金属自旋注入材料与半导体材料的电导不匹配,从而导致自旋注入效率下降。后来人们尝试利用稀磁半导体作为自旋注入材料来解决电导不匹配问题,但是稀磁半导体的铁磁性仍是无法被解释的。因此后来人们把目光放在了铁氮化合物,开始对铁氮化合物进行研究。铁氮化合物有着不同的结构,其中ε-Fe_3N材料具有良好铁磁性。另外,GaN作为第三代半导体的代表,它和ε-Fe_3N有着良好于ε-Fe_3N和GaN都是氮化物的材料,我们可以通过ε-Fe_3N/GaN结构来制备自旋电子器件,这可能成为一种潜在的应用。为此,我们通过磁控溅射方法在GaN衬底上制备了单相ε-Fe_3N薄膜。结果表明薄膜厚度为90nm时有利于单相ε-Fe_3N的形成。从磁学性质来看,在薄膜厚度为90nm时ε-Fe_3N具有最大的饱和磁化强度;从电学性质来看,ε-Fe_3N具有良好的导电性。这项工作将为...  (本文共54页) 本文目录 | 阅读全文>>

武汉理工大学
武汉理工大学

纳米薄膜厚度的光学测量方法研究

薄膜厚度是决定薄膜性质和性能的最基本参量之一。随着现代镀膜工艺的不断发展,实现对纳米量级薄膜(几纳米到几百纳米范围内)厚度的准确测量变得非常重要。在目前通用的机械法、光学法等方法中,光学测量方法因为具有精度高、速度快、无损测量等优势而成为主要检测手段。论文主要以半导体锗和贵金属金两种材料为对象,研究了白光干涉法、表面等离子体共振法和外差干涉法实现纳米级薄膜厚度准确测量的可行性。由于不同材料薄膜的特性不同,所适用的测量方法也不同。半导体锗膜具有折射率高,在通信波段(1550 nm附近)不透明的特点,选择采用白光干涉的测量方法;而厚度更薄的金膜的折射率为复数,且能激发显著的表面等离子体效应,因而可借助基于表面等离子体共振的测量方法;为了进一步改善测量的精度,论文还研究了外差干涉测量法,通过引入高精度的相位解调手段,检测P光与S光之间的相位差提升厚度测量的精度。论文所研究的锗膜厚度约300 nm,导致其白光干涉输出光谱只有一个干涉峰,...  (本文共74页) 本文目录 | 阅读全文>>

辽宁师范大学
辽宁师范大学

薄膜厚度测量方法的研究与实现

随着社会经济的不断发展,有机薄膜作为一种功能材料,其应用越来越广泛,相应地薄膜的生产规模也不断扩大。在薄膜的生产过程中,其质量的监测一直是一个至关重要的环节。相应地,这也为检测技术的科学研究提供了广阔的开发空间。本文对当前常用的测量薄膜厚度的光学方法进行了讨论,归纳和比较了每种方法的优缺点、测量精度、测量范围以及适用条件,为工业生产中薄膜厚度测试方法的选择提供了依据。在此基础上,本文还对激光衍射计量法的理论基础作了研究和归纳,并应用此方法设计实现了一套薄膜厚度测量系统。考虑到工业生产中的实际情况,在已设计完成的系统中,采用了一种去除轧辊转动偏心误差的新方法。利用该系统在实验室对两种薄膜的厚度进行了测量,所得的测量结果与读数显微镜的测量结果相比误差分别为2.89%和3.53%,满足实际应用测量误差小于10%的要求。最后,通过实验确定了此测试系统的测量范围。  (本文共74页) 本文目录 | 阅读全文>>

《石油化工技术与经济》2011年06期
石油化工技术与经济

自动风环技术在薄膜厚度控制上的应用

通过对吹塑薄膜厚度产生偏差的原因进行分析,介绍了一种控制薄膜厚度周向偏差的先...  (本文共3页) 阅读全文>>

《西安工业学院学报》2004年04期
西安工业学院学报

薄膜厚度宽带监控中评价函数的修正

在镀膜过程中,采用宽光谱实时监控薄膜厚度的方法,评价函数的准确计算关系到薄膜厚度的最终监控结果.而薄膜材料的吸收会引起评价函数的失真....  (本文共4页) 阅读全文>>