Методы и средства поляризационно-оптической диагностики в наноматериаловедении

• Автор: Скалецкая, Ирина Евгеньевна
• Шифр специальности: 05.11.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 226 с. : ил.

Содержание
Введение
Глава I. Проблемные аспекты интерпретации решений основного уравнения эллипсометрии Друдэ (литературный обзор)
1.1. Краткая история развития метода
1.2. Развитие поляризационно-оптической приборной базы
1.3. Классические предпосылки теории эллипсометрии
1.4. Основное уравнение эллипсометрии
1.4.1. Постановка и аналитическая разрешимость прямых модельных задач эллипсометрии
1.4.2. Постановка и проблемные аспекты решения обратных задач прикладной эллипсометрии
1.4.3. Роль многоугловых измерений амплитудно-фазовых параметров состояния поляризации поля световой волны при решении обратных задач прикладной эллипсометрии
1.5. Выводы
Глава II. Методы решения эллинсометрических проблем на основе анализа результатов компьютерного моделирования решений её простейших задач в самосогласованной постановке
2.1. Типовые свойства решений ОУЭ в угловых развертках
2.1.1. Модель идеальной границы.
Инварианты Френеля-Брюстера
2.1.2. Оптическая модель эффективного однородного слоя
2.1.3. Связь решений прямой задачи для однородного слоя с решениями для его идеальных границ
2.2. Аналитические предпосылки для псевдо инвариантов Френеля -Брюстера
2.2.1. Трансформация инвариантов Френеля-Брюстера для модели однородного слоя
2.2.2. Применение инвариантов Френеля-Брюстера для исследования «невидимых» объектов с диффузными отражающими границами на примере нитрида бора
2.3. Новые эмпирические направления развития нетрадиционной эллипсометрии
2.3.1. Физическая природа экстинкции
2.3.2. Аномальное отражение
2.3.2.1. Метрологический статус сигналов ФЭУ
2.3.2.2. Обнаружение аномального отражения в оптическом диапазоне длин волн электромагнитного излучения
2.3.2.3. Связь шероховатости с интенсивностью спектров аномального отражения
2.3.2.4. Аппроксимация степени шероховатости по максимуму в спектре угловых развёрток сигналов аномального отражения
2.3.3. Эллипсометрия нарушенного полного внутреннего отражения (НПВО)
2.3.4. Кинетическая эллипсометрия медико-биологических и динамически необратимых процессов
2.3.4.1. НПВО - эллипсометрия для исследования свойств воды по азимутальным девиациям
2.3.4.2. Релаксационная иФЭу - эллипсометрия
2.3.5. Спекл-эллипсометрия отраженных световых пучков
2.4. Выводы
Глава III. Экспериментальные исследования
3.1. Схема и конструктивные рекомендации по модификации приборов ручного управления типа прецизионного ЛЭФ-З.М
3.1.1. Модификация блока регистрации спекл-картин
3.1.2. Автокалибровка эллипсометрических измерений по методу многоуглового сканирования
3.1.3. Преимущества конструирования эллипсометров ромбоидного типа для спектроскопии нарушенного ПВО
3.2. Прямые измерения и алгоритмы калибровки
3.2.1. Алгоритм монотонного сглаживания разброса азимутов поляризаторов по данным многоугловых измерений
3.2.2. Калибровка азимута компенсатора
3.2.3. Определение юстировочной константы поляризаторов144
3.3. Косвенная измерительная информация обратных задач эллипсометрии
3.3.1. Оценка оптических контант кристаллов ниобата лития методом интерполяции углов Брюстера на кристаллографичских срезах по данным многоугловых измерений
3.3.2. Оценка оптических констант стёкол марки НС
3.3.3. Измерения оптических констант фотокерамики
3.3.4. Исследование гистерезиного механизма «памяти воды» при наноструктурных перестройках в слоях сил поверхностного натяжения
3.3.5. Эллипсометрический контроль ВИЧ-кинетики
3.3.6. Выводы
Заключение и общие выводы
Приложение
Квадрат комплексного показателя преломления среды на воздухе (в
записать Р(ф) в виде двойственного по значению комплексного радикала:
Р = Сл<А{ф)4 У | ехр{/аг8(У)}, где У = а + ІЬ = (|У|, ащ(У)) - является ядром функции Р, представимым либо парой компонент (а, в) в алгебраическом виде, либо аналогичной парой через модуль и аргумент тригонометрической (или экспоненциальной) форм. Величину У в рассматриваемом радикале можно описать явно:
У = т2Со5ес2(гр)- = [(и2 -к2)Со$ес2-1]-і[2пкСо5ЄС2()],
Решения так называемой прямой задачи (6) в эллипсометрии состоят в определении амплитудно-фазовых 'Р(ф)-Д(ф) функций (5) от углов падения.
ОУЭ (6) при флад = фпреп имеет вещественное аналитическое решение (К—>1) вида:
Я(ф) = - Соз(2ф).
График этой функции И(ф) качественно представлен на рисунках 4:
общем случае относительного Ы=т,
1внугр2
/гПвнешн) ш2 = п2 - к2 - і 2пк позволяет

| У |= л/[(/Г ~к2)Созес2(гр) -1|2 + 4п2к2Созес2(ср),
а, <-» а,Ь > О
ащ(У) = л + а, а < О
2 л + а, <-» а>0,Ь<0

2л:*

о фБр=45° ф

Д(ф)
фнр= 45° ф
Рис. 4. Представление вещественной функции К.