Определение эллипсометрических параметров тонкой диэлектрической пленки GaAs между гелиевой и воздушными средами в диапазоне, содержащем резонансные частоты
Журнал: НБИ технологии @nbi-technologies
Рубрика: Нанотехнологии и наноматериалы
Статья в выпуске: 1 т.19, 2025 года.
Бесплатный доступ
В исследовании представлены результаты теоретического расчета первого и второго эллипсометрических параметров ρ и Δ для тонкой пленки арсенида галлия толщиной 2 мкм, заключенной между воздушной и гелиевой средами. Определен характер поведения углового спектра отражения для S- и P-поляризованных волн вблизи фононного резонанса, с параметрами среды WTO = 269 см–1; WLO = 292 см–1. По полученным кривым угловых спектров R(θ) удалось определить количество пиков отражения вблизи частоты WTO – 2 пика для GaAs при S поляризации, 3 при P поляризации, и вблизи WLO – 3 пика, при S поляризации, 5 при P поляризации. Проанализировав графики угловых и частотных спектров видно скачкообразное поведение Δ. По частотному спектру можно увидеть изменение поведения параметров эллипсометрии в запрещенной области частот, а также заметить ускорение их изменения при приближении к резонансным частотам.
Короткий адрес: https://sciup.org/149151787
IDS: 149151787 | УДК: 535.417.24 | DOI: 10.15688/NBIT.jvolsu.2025.1.6
Determination of ellipsometric parameters of a thin dielectric GaAs film between helium and air environments in the range containing resonant frequencies
The study presents the results of theoretical calculation of the first and second ellipsometric parameters ρ and Δ for a 2 μm thick GaAs thin film enclosed between air and helium environments. The behavior of the angular reflection spectrum for S- and P-polarized waves near the phonon resonance was determined with the medium parameters WTO = 269 см–1; WLO = 292 см–1. The obtained curves of angular spectra R(θ) allowed us to determine the number of reflection peaks near the frequency ΩTO – 2 peaks for GaAs at S polarization, 3 at P polarization, and near ΩLO – 3 peaks at S polarization, 5 at P polarization. Having analyzed the graphs of angular and frequency spectra, we can see the jump-like behavior of Δ. Ellipsometry is the most accurate non-destructive method for determining the optical parameters of surfaces and interfaces for different media. The accuracy of this method can be improved by taking into account the absorption of the media under consideration. Then the refractive index will have a complex form, and the Fresnel formulas will become complex values. The frequency spectrum allows us to see the change in the behavior of the ellipsometry parameters in the forbidden frequency region and also to notice the acceleration of their change when approaching the resonance frequencies.
