Структура окисної плівки на поверхні поруватого кремнію
DOI:
https://doi.org/10.15407/ujpe65.1.75Ключові слова:
спiввiдношення Френеля, поруватий кремнiй, метод диференцiйної еволюцiї, колiрний простiр Lab, координати колiрностi, функцiї змiшування кольорiв, стандартний освiтлювач D65Анотація
Тривале перебування поруватого кремнiю на повiтрi приводить до змiни структури його приповерхневого шару, для опису якого стандартна одношарова модель вже не є достатньо точною. Методом багатокутової елiпсометрiї дослiджено структуру поверхневого шару поруватого кремнiю. Запропоновано комбiнований пiдхiд до аналiзу даних кутової елiпсометрiї, який полягає в застосуваннi моделi багатошарового середовища i матричного методу розрахунку поширення оптичного випромiнювання у ньому для одержання теоретичних кутових залежностей tan ф та cosΔ. При цьому вид функцiї шуканого оптичного профiлю за глибиною є додатковою умовою, яка накладається на багатошарову модель. Еволюцiйними чисельними методами проведено пошук глобального мiнiмуму функцiї середньоквадратичного вiдхилення MSE (Mean Squared Error) мiж теоретичними та експериментальними залежностями i одержано параметри оптичного профiлю. Проаналiзована модель, згiдно з якою глибинний неокислений шар поруватого кремнiю є однорiдним, а зовнiшнiй окислений шар має лiнiйний профiль показника заломлення. Показано, що лiнiйна та двоступiнчата моделi окисленої плiвки дають найкраще узгодження з експериментальними елiпсометричними функцiями. Адекватнiсть теоретичної моделi пiдтверджено також шляхом визначення координат колiрностi зразка.
Посилання
T. Lohner, D.J. Wentink, E. Varsonyi, M. Fried. In Proceeding of the 2nd Japan-Central Europe Joint Workshop "Modeling of Materials and Combustion" (Budapest, November 7-9, 1996). Edited by I. Vajda (Technical University of Budapest, 1997), p. 66.
M. Fried, T. Lohner, O. Polgar, P. Petric, E. Vazsonyi, I. Barsony, J.P. Piel, J. L. Stehle. Characterization of different porous silicon structures by spectroscopic ellipsometry. Thin Solid Films 276, 223 (1996). https://doi.org/10.1016/0040-6090(95)08058-9
C. Robert, L. Bideux, B. Gruzza, M. Cadoret, T. Lohner, M. Fried, E. Vazsonyi, G. Gergely. Spectroellipsometry and electron spectroscopy of porous Si thin films on p+ substrates. Thin Solid Films 317, 210 (1998). https://doi.org/10.1016/S0040-6090(97)00517-8
V.A. Makara, V.A. Odarych, O.V. Vakulenko, O.I. Dacenco. Ellipsometric studies of porous silicon. Thin Solid Films 342, 230 (1999). https://doi.org/10.1016/S0040-6090(98)01163-8
V.A. Odarych. Applied Photometric Ellipsometry ("Pulsary" Kyiv Univ. Publ., 2017) (in Ukrainian).
Porous Silicon: From Formation to Application. Vol. 2: Biomedical and Sensor Applications. Edited by G. Korotcenkov (Taylor and Francis Group, 2016).
A.L. Yampolskiy, O.V. Makarenko, L.V. Poperenko, V.O. Lysiuk. Ellipsometry of hybrid noble metal-dielectric nanostructures. Semicond. Phys. Quant. Electron. Optoelectron. 21, 412 (2018). https://doi.org/10.15407/spqeo21.04.412
P.H. Berning. Theory and calculations of optical thin films. In Physics of Thin Films, Vol. 1. Edited by G. Hass (Academic Press, 1963), p. 69.
L.N. Acquaroli. Matrix method for thin film optics. e-print arXiv:1809.07708v1 (2018).
R. Storn, K. Price. Differential evolution - a simple and efficient heuristic for global optimization over continuous spaces. J. Glob. Optim. 11, 341 (1997). https://doi.org/10.1023/A:1008202821328
Colorimetry: Understanding the CIE System. Edited by J. Schanda (Wiley, 2007).
O.V. Makarenko, L.V. Poperenko, O.I. Zavalistyi, A.L. Yampolskiy. Ellipsometric diagnostics of a transient surface layer in optical glass. Ukr. J. Phys. 64, 442 (2019). https://doi.org/10.15407/ujpe64.5.442
Downloads
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ліцензійний Договір
на використання Твору
м. Київ, Україна
Відповідальний автор та співавтори (надалі іменовані як Автор(и)) статті, яку він (вони) подають до Українського фізичного журналу, (надалі іменована як Твір) з одного боку та Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України в особі директора (надалі – Видавець) з іншого боку уклали даний Договір про таке:
1. Предмет договору.
Автор(и) надає(ють) Видавцю безоплатно невиключні права на використання Твору (наукового, технічного або іншого характеру) на умовах, визначених цим Договором.
2. Способи використання Твору.
2.1. Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору таким чином:
2.1.1. Використовувати Твір шляхом його видання в Українському фізичному журналі (далі – Видання) мовою оригіналу та в перекладі на англійську (погоджений Автором(ами) і Видавцем примірник Твору, прийнятого до друку, є невід’ємною частиною Ліцензійного договору).
2.1.2. Переробляти, адаптувати або іншим чином змінювати Твір за погодженням з Автором(ами).
2.1.3. Перекладати Твір у випадку, коли Твір викладений іншою мовою, ніж мова, якою передбачена публікація у Виданні.
2.2. Якщо Автор(и) виявить(лять) бажання використовувати Твір в інший спосіб, як то публікувати перекладену версію Твору (окрім випадку, зазначеного в п. 2.1.3 цього Договору); розміщувати повністю або частково в мережі Інтернет; публікувати Твір в інших, у тому числі іноземних, виданнях; включати Твір як складову частину інших збірників, антологій, енциклопедій тощо, то Автор(и) мають отримати на це письмовий дозвіл від Видавця.
3. Територія використання.
Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору способами, зазначеними у п.п. 2.1.1–2.1.3 цього Договору, на території України, а також право на розповсюдження Твору як невід’ємної складової частини Видання на території України та інших країн шляхом передплати, продажу та безоплатної передачі третій стороні.
4. Строк, на який надаються права.
4.1. Договір є чинним з дати підписання та діє протягом усього часу функціонування Видання.
5. Застереження.
5.1. Автор(и) заявляє(ють), що:
– він/вона є автором (співавтором) Твору;
– авторські права на даний Твір не передані іншій стороні;
– даний Твір не був раніше опублікований і не буде опублікований у будь-якому іншому виданні до публікації його Видавцем (див. також п. 2.2);
– Автор(и) не порушив(ли) права інтелектуальної власності інших осіб. Якщо у Творі наведені матеріали інших осіб за виключенням випадків цитування в обсязі, виправданому науковим, інформаційним або критичним характером Твору, використання таких матеріалів здійснене Автором(ами) з дотриманням норм міжнародного законодавства і законодавства України.
6. Реквізити і підписи сторін.
Видавець: Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України.
Адреса: м. Київ, вул. Метрологічна 14-б.
Автор: Електронний підпис від імені та за погодження всіх співавторів.
.png){kind=small}
