精确测量双层复合膜厚度的物理原理 用PCSA型光学系统处理四相体系

本文给出了一种直接测量双层复合膜厚度的方法,并讨论了这种测量方法的物理原理,所得公式在一级近似条件下,可以将公式推广以适用于更多层的透明介质膜,为了进一步提高测量的精确度,我们推出了更为精确的公式,并用电子计算机取得了一套数据,现将数据编制成册,绘制成图表。 这种直接测量双层薄膜厚度的方法,不需要高级复杂的设备,仍然只使用椭偏仪,其物理原理就是用PCSA光学系统处理一个四相样品体系的问题。     

一种无损测量多层半导体材料厚度的新方法

通过研究GaAs半导体材料厚度对量子效率的影响入手,提出一种利用分光光度计直接测量多层半导体厚度的新方法.根据光学干涉原理,将分光光度计测量出的反射率波谷值代入编写的JAVA程序进行计算,从而可直接得出多层半导体材料厚度,使用该方法得到的半导体层厚度误差＜9%,满足测试精度要求.此方法可用于半导体外延片材料分析、工艺提高以及批量无损测量.     

基于相关度的大学物理实验数据评估方法

提出一种基于相关度的大学物理实验数据评估方法,该方法通过大学生所测物理量的测量值范围与该物理量的参考值范围进行相关比较,采用相关度来评估大学生的物理实验数据测量情况。根据不同测量情况下,测量值范围与参考值范围之间的关系,推导出了相应的相关度公式,给出了一个由相关度和评分制所构成的测量成绩评分公式。理论分析和实验结果说明...     

用干涉显微镜测量薄膜厚度的改进与分析

将干涉显微镜的应用推广到透明薄膜厚度的测量,扩展了干涉显微镜的测量范围和应用领域.基于菲涅耳公式,分析了透明薄膜界面的反射.根据白光干涉原理,利用圆形样品台的定量移动,实现了薄膜厚度的测量.     

基于白光干涉的光学薄膜物理厚度测量方法

设计了一套利用白光干涉理论测量薄膜厚度的系统,主要包括迈克耳孙白光于涉系统和光纤光谱仪.对干涉信号进行频域分析,结合拟合测试与理论能量曲线的方法并选择合适的目标函数,进一步精确反演得到待测薄膜样品的物理厚度,使用上述方法对多组不同厚度的薄膜样品进行计算,并对结果进行了详细的精度及误差分析.将本实验装置测试所得到的数据与传统的光度法相比较,结果表明使用该测试方法测量光学薄膜物理厚度的误差可以小于1 nm.与传统的光度法和椭偏法相比,提供了一种测量光学薄膜厚度的较为简单、快速的解决方案,同时保证了较高的精度.     

基于手机Phyphox软件设计“共鸣管测声速”居家实验

为了让学生居家完成空气中声速的测量,基于手机Phyphox软件设计了"共鸣管测声速"实验。本实验根据共鸣管的原理,利用手机Phyphox软件测量一端封闭,一端开口的奶茶管发出共鸣音时的基频,理论上声速大小是基频与空气柱长度乘积的4倍,但实际上有效空气柱长度是实际空气柱长度加上"管口校正量"。通过公式变形,得出实际空气柱长度与基频的倒数成正比例的关系公式,采用线性拟合数据直接得出声速,从而巧妙避免了"管口校正量"的干扰,同时理论上也给出了一种得到"管口校正量"的方法,这是本实验的创新点。实验以内直径为12.0mm的奶茶管进行测量数据,通过线性拟合得到声速值,并进一步讨论了线性拟合得出的截距的物理意义和含义。     

一种直接测量压电换能器串联谐振频率和并联谐振频率的新方法

本文提出了一种利用补偿原理直接测量压电换能器串联谐振频率fs和并联谐振频率fP的新方法一补偿法。在这种方法测量原理的基础上，进行了实际测量，并设计了一种实用的测量电路。采用此方法测量的测量结果与电桥法的结果相符得很好。     

基本物理常数的1986年国际推荐值

基本物理常数是指自然界中的一些普适常数,它们不会受时间、地点和环境条件的影响而发生变化.基本物理常数的数值可以通过不同的方法进行测量.有些常数值是通过直接测量获得的,有些则是通过间接测量得出的.在几十个基本常数或其组合量之间,有许多公式把它们联结在一起.为了使不同方法获得的各个常数数值构成一个内部自治的体系,即具有总体一致性,伯奇(R,T.Birge)于1929年首先创立了基本物理常数的最小二乘法平差的方法。几十年来的实践表明,这种方法是行之有效的.在国际科技数据委员会(简称CODATA)成立后,它所属的基本常数任务组于1973…     

自支撑金属薄膜厚度测量技术

惯性约束聚变（ICF）物理实验研究中,10-100μm厚度的Al,Cu等白支撑金属薄膜是常用的靶材料,由于薄膜厚度及其分布与冲击波速度、压强等物理实验结果直接相关,因此需要对其厚度进行精确的测量。长期以来,对薄膜样品厚度的测量主要采用传统的单面定位测量法,但由于薄膜一基底之间的定位误差,薄膜厚度的精密测量存在难以克服的技术难题。     

薄膜物理中厚度测量的教学设计与探索

物体厚度是一个简单的物理量,然而对于薄膜体系,厚度则扮演着极其重要的角色,尤其是对薄膜的各种物理和化学性质影响很大.因此,在薄膜物理这门课程中,需要强化薄膜厚度的概念及其测量方法的教学内容.本文从薄膜厚度的基本概念出发,围绕“学”来展开教学,以问题为导向,逐步引出厚度的重要性,解析厚度测量的方法和原理,具体讲解厚度的测量技术.教学内容由浅入深,推表及里,激发学生的思考,使学生更加深刻地掌握薄膜厚度概念及测量原理,同时在教学过程中引入领域科学前沿和思政元素,达到“教书”与“育人”的双重目的.     

金属氧化物薄膜的多离子束反应共溅射模型(Ⅰ)——模型建立

针对作者发明的多离子束反应共溅射技术,基于气体动力学原理,在稳恒溅射情况下,建立了多离子束多靶反应共溅射的基本模型,获得了薄膜沉积速率和薄膜成分与反应共溅射工艺参数之间的关系.该模型揭示了影响薄膜成分的本质参量.基于该模型,提出了调控溅射速率及薄膜成分的途径与方法. 关键词：     

关于热生长SiO2薄膜厚度的测量

在半导体硅器件的研究工作中,需要准确地测量和控制SiO₂薄膜的厚度。由于干涉原理,SiO₂薄膜在白光照射下呈现颜色。但薄膜厚度与颜色相应的单色光的波长并不成简单的函数关系。本文叙述了用干涉显微镜测量热生长SiO₂薄膜厚度的方法。由测量结果得到SiO₂薄膜的折射率以及SiO₂和硅界面及空气和硅界面反射相移之差。并且测量了一组标准样品的薄膜厚度,列出了薄膜厚度与干涉颜色的对应关系。所得结果与从Rollet数据所推算的结果大致符合。样品厚度还包括了Rollet数据中所未包括的范围(3300—4200?)。     

Surface roughness modulated resistivity in copper thin films

The surfaces of metallic thin films are never flat. The resistivity in thin films is very different from that in bulk because of the unavoidable rough surfaces. In this study, we apply a quantum-mechanical method to study the resistivity in metallic thin films. The resulting resistivity formula for metallic thin films merely involves two parameters: bulk relaxation time and surface roughness. We use the formula to fit a large number of experimental data sets for copper thin films obtained using different growing methods. With an additional tuning parameter for calibrating the film thickness, the quantum formula can provide a universal fitting to most data with a satisfactory precision, regardless of their growing methods or data source.     

衬底材料对制备立方氮化硼薄膜的影响

较系统地研究了不同衬底材料对制备氮化硼薄膜的影响。用热丝增强射频等离子体CVD法,以NH3,B2H6和H2为反应气体,在Si,Ni,Co和不锈钢等衬底材料上,成功生长出高质量的立方氮化硼薄膜,还用13.56MHz的射频溅射系统将c-BN薄膜沉积在Si衬底上,靶材为h-BN(纯度为99.99％）,溅射气体为氩气和氮气的混合气体,所得到的氮化硼薄膜中立方相含量高于90%,用X射线衍射谱和傅里叶变换红谱对样品进行了分析表明,衬底材料与c-BN的晶格匹配情况,对于CVD生长立方氮化硼薄膜影响很大,而对溅射生长立方氮化硼薄膜影响不大。     

Ginzberg-Landau理论对超导薄膜的适用性

本文指出虽然三十年来Ginzberg-Landau理论(以下简称G-理论)被人们广泛地用于描述超导薄膜的临界场,而且它还是描述强耦合超导薄膜临界场的唯一理论,但G-L关于薄膜临界场的理论不仅一直未得到实验证明,而且它既不能用于描述结晶态的弱耦合超导薄膜的临界场,也不适用于描述强耦合超导薄膜的临界场。本文还提出了一个在薄膜极限下定域的新判据:ξ<<λ,ξ<关键词：     

Cd2SnO4薄膜光致发光某些性质的研究

本文研究了Cd2SnO4薄膜光致发光的某些性质.Cd2SnO4膜是利用Cd-Sn合金靶在Ar+O2气氛中反应溅射而成的.实验研究表明,Cd2SnO4膜的发光峰值随着氧浓度的增加移向长波方向.这是因为氧浓度的增加,减少了膜中的氧空位,导致了导带中电子浓度的减小,致使Burstein-Moss效应和电子散射作用相对减弱,从而改变了带隙宽度.     

基于阻抗模拟的等效电磁参数研究

为能够较好的计算混合介质等效复介电常数和复磁导率, 提出了一种基于等效电路理论的阻抗模拟方法.导出了材料的电磁参数与材料容抗、感抗之间的对应关系, 并建立了能够较完整、精确地刻画实际复合材料的模型.通过求解混合介质的等效阻抗, 进一步反演其等效电磁参数.将计算结果与经典理论公式以及基于有限差分的数值方法进行了比较, 结果都符合得很好, 说明该方法可以用于计算材料的等效电磁参数.另外, 引入薄膜层结构来刻画表面效应等因素, 使得计算结果更加符合实验结果, 弥补了经典公式在这方面的不足, 同时也体现了该方法在刻画实际模型时所具有的优势. 关键词： 等效电磁参数 阻抗模拟 等效电路 混合介质     

Depth profile and interface analysis in the nm-range

In modern technology, thin films are shrinking more and more to a thickness of few nanometers. Analytical investigations of such thin films using the traditional sputter depth profiling, sputtering in combination with surface-analytical techniques, have limitations due to physical effects especially for very thin films. These limitations are pointed out and some alternatives are discussed. Non-destructive analysis with angle-resolved X-ray photoelectron spectroscopy is demonstrated to be a useful method for such investigations. Both qualitative and quantitative results can be obtained even for complex layer structures. Nevertheless, there are also limitations of this method and some alternatives or complementary methods are considered.     

退火处理对SnO2薄膜光致发光性质的影响

实验研究表明,SnO2薄膜经过退火处理后其光致发光谱有明显的变化。在氧和氮两种不同气氛中进行热处理,其变化也有差异。这种变化主要是由于SnO2膜中氧空位和自由载流于浓度变化所致。     

He-Ne散射光检测光学薄膜激光损伤阈值

准确测定光学薄膜的激光损伤阈值可以衡量光学薄膜的抗激光损伤能力,测定损伤阈值的关键是准确地判定损伤的发生与否。建立了He-Ne散射光检测光学薄膜激光损伤阈值系统。通过测量同一样品点的He-Ne散射光能量变化来判断薄膜表面发生的损伤,并对制备的类金刚石薄膜与HfO₂/SiO₂反射膜进行了阈值测试。与等离子体闪光法的阈值测试结果进行比较,具有较好的一致性。分析表明：He-Ne散射光测试系统能有效地判断出激光诱导损伤,易于实现在线检测。