迈克尔逊干涉测薄膜厚度

在利用迈克尔逊干涉测量薄膜厚度的实验装置中加入了压力传感器。该设计光路可以在无需已知薄膜透射率、折射率等物理参数的情况下,测得薄膜厚度,而且基本消除了外界挤压对薄膜厚度造成的误差影响。     

金属薄膜制备及物性测量系列实验

介绍了由模拟真空实验和“金属薄膜的制备”、“金属薄膜厚度的测量”、“金属薄膜电阻率的测量”,以及“金属薄膜生长过程的动态监测”等4个实验组成的金属薄膜制备与物性测量系列实验.这组实验与现代科学技术发展联系紧密,仪器设备可靠,操作简单,适合于普通物理实验阶段的研究性教学.     

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.     

椭偏仪测薄膜厚度实验存在的问题

薄膜科学与技术是当前高科技中的一个领域,在目前各高等院校开设的近代物理实验课程中均有用反射型椭偏仪测量薄膜厚度及折射率的内容。然而,本实验内容的安排却存在一个问题,只能确定膜厚在第一周期以内的值而不能由实验数据本身确定膜厚的周     

一种可实现薄膜厚度在线测量的方法

介绍了一种测量固体薄膜厚度的光学方法。该方法具有测量速度快、可实现在线测量等特点。为解决薄膜生产过程中厚度在线检测问题,构造了一套软硬件实验系统,利用该系统进行实验的结果表明:在10~100μm厚度范围,测量误差小于10%,满足实际生产需要。     

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.     

磁控溅射MO薄膜电阻率的原位研究

研究了磁控溅射Mo薄膜的电阻率与薄膜厚度的关系。对Mo薄膜的电阻率进行了原位测量,得到电阻率与薄膜厚度的实验曲线。经拟合计算得到Mo薄膜电阻率与薄膜厚度关系的理论曲线。将实验曲线与理论曲线比较,结果显示在薄膜厚度较大时,电阻率与薄膜厚度的关系与Fuchs-Sondheimer(F-S)理论基本符合,如果计入晶粒尺寸对电阻率的贡献则完全符合F-S理论。并得到Mo薄膜尚未形成连续性薄膜前的导电机制为热电子发射机制的结论。 关键词：     

反射干涉光谱法测量固体薄膜的光学常数和厚度

本文报道一种简单的方法,从平原介质薄膜的反射干涉光谱来计算薄膜的光学常数和厚度。当一束光照射在基板上的介质膜上时,由于膜上下界面反射光的相干,会使反射光谱的曲线有一定的波动。我们对反射相干光谱进行理论分析,给出计算公式,从测量曲线中的实验值得出薄膜的光学常数ｎ、ｋ以及厚度等参数。此种方法简单可行,而且易于编程处理。     

用迈克尔逊干涉仪测薄膜厚度

在教材中,常可见到“把折射率为n的薄膜放在迈克尔逊干涉仪的一臂上,由此干涉条纹产生移动,测得共移动N条,若光源的波长为λ,求薄膜的厚度”的习题。实际上由于薄膜的引入,导致干涉条纹的移动是个突变过程,无法测出干涉条纹移动的条数N。但这并非说不能利用迈克尔逊干涉仪测量薄膜的厚度,利用迈克尔逊干涉仪不仅可以测量透明介质膜的厚度,而且还可测量金属膜的厚度,下面介绍利用迈克尔逊干涉仪测量非透明金属膜厚度的原理及方     

复合样品厚度参数同步辐射测量方法

 薄膜样品在实验研究领域要求样品的厚度测量精度非常高,但由于样品质量小,采用称重的方法,测量精度较差。在北京同步辐射装置的中能（4B7A）和低能（4B7B）束线上（光源能区为0.1～6.0 keV,能量分辨大于1 000）,采用材料对单能光子的透过率来确定样品的质量厚度,通过不同能点的测量值进行不确定度分析,提高测量精度,降低不确定度。利用该方法开展了复合样品厚度的测量方法研究,给出了有CH衬底的薄膜样品的厚度,通过不确定度分析得出,薄膜样品厚度的测量不确定度小于1％。     

基底温度对电子束蒸发制备氧化铝薄膜的影响

为了考察基底温度对氧化铝薄膜折射率以及沉积厚度的影响情况,在不同基底温度环境下,通过离子辅助电子束蒸发方式,在玻璃基底上制备了同一Tooling因子条件下所监测到相同厚度的Al2O3薄膜,利用分光光度计测量光谱透过率,依据光学薄膜相关理论,计算了基底温度在25℃～300℃范围内获得的膜层实际物理厚度为275.611 nm～348.447 nm,以及膜层折射率的变化。通过对实验结果的数值计算和曲线模拟,给出了基底温度对于薄膜的折射率和实际厚度的影响情况。     

基于激光外差干涉术的薄膜厚度测量方法

针对光学薄膜厚度测量困难问题，提出了一种基于激光外差干涉术的薄膜厚度测量方法。采用经典迈克尔逊干涉光路，利用外差干涉原理将薄膜厚度差转换为光程差，以精密位移平台为扫描机构实现薄膜厚度的逐行扫描测量。测量系统在恒温实验条件下20 min内的漂移不超过8 nm，测量结果平均差小于1 nm，通过与椭圆偏振仪的测量结果比较，测量差值为12.97 nm，表明了该方法的可行性。     

把“拉倒法测量薄膜附着力”引入大学物理实验

介绍了如何把"拉倒法测量薄膜附着力"的实验引入到大学物理实验教学中.用简单的直流溅射镀膜仪在玻璃衬底上沉积银薄膜,用设计制作的拉倒法测量薄膜附着力的实验装置测量了银薄膜在衬底上单位面积的附着力.本实验是对已经在北京科技大学国家工科物理基础课程教学基地开设的大学物理实验内容的新的扩充.     

反射光谱包络线法测量光电薄膜的光学常数和厚度

提出了一种利用薄膜反射光谱包络线法计算光电薄膜光学常数和厚度的方法。当一束光照射在基板上的介质膜上时,由于薄膜上、下界面反射光的相干,会使反射光谱的曲线有一定的波动。本文对反射光谱进行了理论分析,给出计算公式,从测量曲线中的实验值得出薄膜的厚度和光学常数。此种方法计算过程简单、迅速,而且易于编程处理。     

基于相位偏移干涉术的薄膜厚度测量方法

为解决薄膜厚度的高精度测量问题,提出一种基于相位偏移干涉术的薄膜厚度测量新方法,利用该方法对一个实际SiO₂薄膜样片进行测试,通过对所获取的干涉图进行相位解包及数据分析处理,实现对薄膜样片厚度的精确测试。结果表明：该方法具有非接触和测量精度高等优点,所测薄膜厚度的峰谷值为0.162μm,均方根值为0.043μm,为薄膜工艺的进一步研究提供了检测方法上的技术保障。     

把"四探针测量金属薄膜电阻率"引入普通物理实验

四探针测量金属薄膜电阻率是当今微电子技术领域中常用的方法．本文介绍了如何把“四探针测量金属薄膜电阻率”的实验引人到普通物理实验教学中,以及在实验内容的编排上如何培养学生发现问题和解决问题的能力等方面的具体做法．     

固态金属中声子热传递的分子动力学模拟研究

固态金属中的热传递是声子和自由电子共同作用的结果。自由电子引起的热导率可以通过电导率,利用Wiedemann-Franz定律得到,声子引起的热导率目前仍然不能进行实验测量,只能借助其他方法来研究。本文采用非平衡分子动力学(NEMD)方法,用镶嵌原子方法(EAM)势能模型,模拟计算了不同厚度(1.760-10.56nm)金属镍薄膜中由于声子-声子作用引起的热导率。然后根据纳米厚度金属薄膜的热导率借助关联式推到宏观尺度下由于声子-声子作用引起的热导率。结果表明,对于纳米厚度金属薄膜,由于声子-声子作用引起的热导率比块体金属镍的热导率小一个数量级;薄膜厚度越小,声子-声子作用引起的热导率越小;对于块体金属镍,由于声子-声子作用引起的热导率约占其总热导率的33.0%左右。     

薄膜测厚仪

许多物理实验要用很薄的膜,如薄靶、薄吸收片、薄窗等,并且要知道所用薄膜的厚度(或面密度)。测量薄膜厚度的方法有称重方法、光学方法、电学方法和放射性方法等。这些方法适用于测量不同厚度的薄膜,准确度也不同。我们制备了一台简便的α粒子薄膜测厚仪,并且用它测量了厚度从10微克/厘米~2到数百微克/厘米~2的VYNS有机薄膜的厚度(VYNS是氯乙烯和醋酸乙烯的共聚物)。     

基于X射线掠射法的纳米薄膜厚度计量与量值溯源研究

为了实现纳米薄膜厚度的高精度计量,研制了可供台阶仪、扫描探针显微镜等接触测量的纳米薄膜样片,研究了X射线掠射法测量该纳米薄膜样片厚度的基本原理和计算方法,导出了基于Kiessig厚度干涉条纹计算膜层厚度的线性拟合公式,并提出了一种可溯源至单晶硅原子晶格间距和角度计量标准的纳米膜厚量值溯源方法,同时给出了相应的不确定度评定方法.实验证明:该纳米薄膜厚度H测量相对扩展不确定度达到U=0.3 nm+1.5%H,包含因子k=2.从而建立了一套纳米薄膜厚度计量方法和溯源体系.     

基于FFT的薄膜厚度干涉测量新方法

在研究二维FFT法进行干涉测试基本原理的基础上,提出一种基于二维FFT的薄膜厚度测量新方法。利用搭建的泰曼-格林型干涉系统,用CCD接收、采集卡采集,可获得被测膜层的干涉条纹图像。编制算法处理软件,可实现对干涉条纹图中薄膜边缘识别、区域延拓、滤波、波面统一等的处理,从而获得带有薄膜信息的面形分布,实现对薄膜样片厚度的自动化测量。研究结果表明：所测薄膜厚度的峰谷值为0．2562,均方根值为0．068λ,说明采用基于FFT的薄膜厚度干涉测量新方法测量薄膜厚度具有较高的精度。