• Title/Summary/Keyword: 타원편광분석법

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Analysis of Effective Optic Axis and Equivalent Retardation of Composite Optically Anisotropic Film by Using Transmission Ellipsometry (투과형 타원법을 이용한 중첩된 광학이방성 막의 유효 광축 및 등가 리타데이션 해석)

  • Ryu, Jang-Wi;Kim, Sang-Youl
    • Korean Journal of Optics and Photonics
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    • v.20 no.5
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    • pp.288-293
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    • 2009
  • Polarization characteristics of a composite film composed of two optically anisotropic films are analyzed. The procedure to determine the effective optics axis and the equivalent retardation of the composite film is suggested in conjuction with the related ellipsometric expressions. The explicit expressions of the effective optic axis and the equivalent retardation of a non-uniform anisotropic film are derived when all optic axes are parallel. Those expressions of the composite film where optic axes of two constituting anisotropic films are not parallel are also derived. Dependence of those expressions on the polarization state of the incident light or the azimuth angle of the linearly polarized light and their limit when applied to practical use are discussed.

타원편광분석기를 이용한 Cd1-xMgxTe (0$\leq$x$\leq$0.5) alloy film의 유전율함수 연구

  • 구민상;이민수;김태중;김영동;박인규
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2000.02a
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    • pp.83-83
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    • 2000
  • MBE법으로 성장시킨 Cd1-xMgxTe 박막을 조성비 (x=0, 0.23, 0.32, 0.43)에 따라 타원편광 분석기로 측정하여 연구하였다. E0 critical point energy 아래에서 나타나는 간섭무늬를 제거하기 위해 multilayer calculation을 수행했고 ellipsometric data를 2번 미분하여 계산하는 Critical Point Parabolic Band(CPPB) model을 사용하여 E0, E0+Δ0, E1, E1,+Δ1, and E0'critical point energy 들을 구할 수 있었다. 특히 E2 peak region 에서는 종전의 고상시료 (bulk)에서 측정 발표된 값보다도 매우 높고 명확한 <$\varepsilon$2>값이 측정되어, E2와 E、0 peak가 명확하게 분리되는 것을 볼 수 있었다. 또한 Mg의 조성비에 따라 critical point energy 가 linear 하게 변화됨이 관측되었다.

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Spectroscopic Ellipsometry Measurement and Modeling of Hydrogenated Amorphous Silicon (수소화된 비정질 실리콘의 타원편광분광분석 측정 및 모델링)

  • Kim, Ka-Hyun
    • Journal of the Korean Solar Energy Society
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    • v.39 no.1
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    • pp.11-19
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    • 2019
  • Spectroscopic ellipsometry is a powerful tool for analyzing optical properties of material. Ellipsometry measurement results is usually given by change of polarization state of probe light, so the measured result should be properly treated and transformed to meaningful parameters by transformation and modeling of the measurement result. In case of hydrogenated amorphous silicon, Tauc-Lorentz dispersion is usually used to model the measured ellipsometry spectrum. In this paper, modeling of spectroscopic ellipsometry result of hydrogenated amorphous silicon using Tauc-Lorentz dispersion is discussed.

Influences of the Composition on Spectroscopic Characteristics of AlxGa1-xN Thin Films (AlxGa1-xN 박막의 조성이 분광학적 특성에 미치는 영향)

  • Kim, Dae Jung;Kim, Bong Jin;Kim, Duk Hyeon;Lee, Jong Won
    • New Physics: Sae Mulli
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    • v.68 no.12
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    • pp.1281-1287
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    • 2018
  • In this study, $Al_xGa_{1-x}N$ films were grown on (0001) sapphire substrates by using metal-organic chemical vapor deposition (MOCVD). The crystallinity of the grown films was examined with X-ray diffraction (XRD) patterns. The surfaces and the chemical properties of the $Al_xGa_{1-x}N$ films were investigated using atomic force microscopy (AFM) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), respectively. The optical properties of the $Al_xGa_{1-x}N$ film were studied in a wide photon energy range between 2.0 ~ 8.7 eV by using spectroscopic ellipsometry (SE) at room temperature. The data obtained by using SE were analyzed to find the critical points of the pseudodielectric function spectra, $<{\varepsilon}(E)>=<{\varepsilon}_1(E)>+i<{\varepsilon}_2(E)>$. In addition, the second derivative spectra, $d^2<{\varepsilon}(E)>/dE^2$, of the pseudodielectric function for the $Al_xGa_{1-x}N$ films were numerically calculated to determine the critical points (CPs), such as the $E_0$, $E_1$, and $E_2$ structure. For the four samples (x = 0.18, 0.21, 0.25, 0.29) between a composition of x = 0.18 and x = 0.29, changes in the critical points (blue-shifts) with increasing Al composition at 300 K for the $Al_xGa_{1-x}N$ film were observed via ellipsometric measurements for the first time.

Polarization Analysis of Composite Optical Films for Viewing Angle Improvement of Liquid Crystal Display (액정 디스플레이 시야각 향상을 위한 복합판의 편광특성 분석)

  • Ryu, Jang-Wi;Kim, Sang-Youl;Kim, Yong-Ki
    • Korean Journal of Optics and Photonics
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    • v.20 no.4
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    • pp.241-248
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    • 2009
  • We suggest a new method to determine the off-alignment error of the composite film, together with in-plane($R_{in}$) and out-of-plane retardation($R_{th}$) of the compensation film, simultaneously. The composite film consists of a polarizing film and a compensation film for improvement of viewing angle of a liquid crystal display. We regarded the compensation film as o-plate with its optic axis along an arbitrary direction. By using an extended Jones matrix method, the polarization characteristics of the composite film are examined. The calculated Fourier constants, ($\alpha$, $\beta$) curves of the composite film as the azimuth angle is varied at the incident angles of $0^{\circ}$ and $50^{\circ}$, respectively, are used to determine the axis misalignment, the tilt angle and the azimuth angle of the compensation film by adopting the linear regressional analysis technique. Since this method can be applied for the inspection of the composite film even after laminating the polarizing film and the compensation film, it will be useful for simplifying the manufacturing process and reducing the production cost of liquid crystal display panels.

Parametric Model을 이용한 InAsxP1-x 박막의 유전함수 연구

  • Byeon, Jun-Seok;Choe, Jun-Ho;Barange, Nilish;Diware, Mangesh S.;Kim, Yeong-Dong
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2012.08a
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    • pp.333-333
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    • 2012
  • III-V 족 화합물 반도체 물질인 $InAs_xP_{1-x}$는 다양한 광전자 소자와 빠른 속도의 전자 소자로써의 사용 가능성으로 각광받고 있다. 이러한 $InAs_xP_{1-x}$를 소자 제작에 이용하기 위해서는 임의의 As 함량에 따른 InAsP 물질의 정확한 광학적 특성 분석이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 1.5~6.0 eV 에너지 구간에서 $InAs_xP_{1-x}$ ($0{\leq}{\times}{\leq}1$) 화합물의 임의의 As 함량에 따른 유전함수를 보고하고자 한다. MBE (molecular beam epitaxy)를 이용하여 InP 기판 위에 성장시킨 $InAs_xP_{1-x}$ (x = 0.000, 0.13, 0.40, 0.60, 0.80, 1.000) 박막을 타원편광분석법을 이용하여 측정하였고, 이 때 화학적 에칭을 통해 산화막 층을 제거하여 순수한 유전함수 ${\varepsilon}$을 얻을 수 있었다. 측정된 유전함수 분석은 parametric 모델을 이용하였으며, parametric 모델은 Gaussian-broadened polynomial들의 합으로서 반도체 물질의 유전함수를 정확히 기술하는 분석법이다. Parametric 모델을 통해 얻어진 각각의 변수들을 As 조성비 x에 대한 다항식으로 피팅하였고, 그 결과 임의의 조성비에 대한 $InAs_xP_{1-x}$ ($0{\leq}{times}{\leq}1$)의 유전함수를 얻어낼 수 있었다. 본 연구 결과는 물질의 실시간 성장 모니터링이나 다층구조 분석, 광소자의 제작 등에 유용한 정보로 이용될 수 있을 것이다.

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Dielectric functions of $Cd_{1-x}Mg_xTe(0\leqx\leq0.43)$ alloy films studied by ellipsometry (타원편광분석기를 이용한 $Cd_{1-x}Mg_xTe(0\leqx\leq0.43)$ 박막 화합물의 유전율 함수 연구)

  • 구민상;이민수;김태중;김영동;박인규
    • Journal of the Korean Vacuum Society
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    • v.9 no.3
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    • pp.254-257
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    • 2000
  • We report spectroscopic ellipsometric (SE) measurements on $Cd_{1-x}Mg_x/Te$ (0$\leq$x$\leq$0.43) films grown on GaAs substrate. When compared with previous bulk data, at first, current spectrum shows clear interference oscillations below $E_0$ band gap energy, which means the transparent characteristic of direct transition material below $E_0$ edge. It proves that the film samples used for this work have the most interrupted surface of high quality reported so far by SE. Secondly the best resolution of $E_2$-peak is observed, so we can report clear splitting of E$_2$and $E_0'$ band gap energies. We also performed the multilayer calculation necessary to remove this interference oscillations to observe $E_0'$ band gap energy of $Cd_{1-x}Mg_x/Te$ (x=0.23) film.

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As 조성비에 따른 InAsSb alloy 유전함수와 전이점 연구

  • Hwang, Sun-Yong;Yun, Jae-Jin;Kim, Tae-Jung;Aspnes, D.E.;Kim, Yeong-Dong;Kim, Hye-Jeong;Chang, Y.C.;Song, Jin-Dong
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2010.02a
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    • pp.161-161
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    • 2010
  • InAsSb alloy system 은 HgCdTe 를 대체하는 적외선 광소자 및 검출기 등에 응용이 가능한 유망한 물질이지만 정확한 유전함수 및 전이점의 연구는 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 타원 편광 분석법을 이용하여 1.5 ~ 6 eV 의 분광 영역에서 As 조성비를 각기 (x = 0, 0.127, 0.337, 0.491, 0.726 및 1.00) 다르게 한 $InAs_xSb_{1-x}$ alloy의 유전함수를 측정하였다. 또한 표면에 자연산화막을 제거하기 위하여 Methanol 과 DI Water 로 표면을 세척 한 후 $NH_4OH$, Br in Methanol, HCl 등으로 적절한 화학적 에칭을 하여 산화막을 제거함으로서 순수한 InAsSb 의 유전함수를 측정할 수 있었다. 측정된 InAsSb 유전함수를 Standard analytic critical point line shape 방법으로 As 조성비에 따른 에너지 전이점을 얻을 수 있었다. 또한 얻어진 에너지 전이점 값을 이용하여 linear augmented Slater-type orbital 방법으로 전자 밴드 구조 계산을 하였고, 이를 바탕으로 $E_0$, $E_1$, $E_2$ 전이점 지역의 여러 전이점 ($E_1$, $E_1+\Delta_1$, $E_0'$, $E_0'+\Delta_0'$, $E_2$, $E_2+\Delta_2$, $E_2'$, $E_2'+\Delta_2$, $E_1'$) 의 특성을 정확히 정의할 수 있었다. 또한 As 조성비가 증가하면서 $E_2$, $E_2+\Delta_2$, $E_2'$, $E_2'+\Delta_2$ 전이점들이 서로 교차 되는 것을 발견하였고, 저온에서만 관측이 가능하였던 InSb 의 두 saddle-point (${\Delta_5}^{cu}-{\Delta_5}^{vu}$, ${\Delta_5}^{cl}-{\Delta_5}^{vu}$)를 상온에서 찾아내었다. 타원 편광 분석법을 이용한 전이점 연구 및 물성 분석은 InAsSb alloy 의 광학적 데이터베이스를 확보하는 성과와 더불어 새로운 디바이스기술 및 광통신 산업에도 유용한 정보가 될 것이다.

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