Визначення оптичних характеристик нанопокриттів з використанням перетворення Лоренца

Автори С. Кондратенко, Л. Поперенко, В. Пророк, С. Розуван
Приналежність

Київський національний університет ім. Т. Шевченка, фізичний факультет, пр-т Глушкова, 4, 03022 Київ, Україна

Е-mail sgr@univ.kiev.ua
Випуск Том 11, Рік 2019, Номер 3
Дати Одержано 15 лютого 2019; у відредагованій формі 20 червня 2019; опубліковано online 25 червня 2019
Посилання С. Кондратенко, Л. Поперенко, В. Пророк, С. Розуван, Ж. нано- електрон. фіз. 11 № 3, 03017 (2019)
DOI https://doi.org/10.21272/jnep.11(3).03017
PACS Number(s) 03.30. + p, 07.79.Fc, 78.66.Tr
Ключові слова Нанопокриття, Перетворення Лоренца, Багатопроменева інтерференція, Спектральна еліпсометрія (2) , Скануюча тунельна мікроскопія (3) .
Анотація

Формалізм перетворення Лоренца зі спеціальної теорії відносності застосовувався до описання інтерференції світла в плівках товщиною в кілька сотень і декілька десятків нанометрів. У цій аналогії між двома теоріями швидкість світла є уявною одиницею, помноженою на показник заломлення плівки. Інтерференцію в шарах вуглецевих нанотрубок на мідній плівці було запропоновано описати, як траєкторію в (1+1) або (3+1) просторах. За допомогою просторів різних розмірностей ці траєкторії можна було поєднати з експериментальними спектральними еліпсометричними даними. Форма траєкторії визначається дійсними і уявними частинами показника заломлення плівки і тому чутлива до присутності смуг поглинання на дисперсійних кривих тонкої плівки. Покриття в цьому підході характеризується круговою траєкторією з особливими точками для смуг поглинання. Якщо оптична провідність плівки має ненульовий нахил, то отримана траєкторія в (1+1) просторі має форму спіралі. Для тонкої плівки вуглецевих нанотрубок з товщиною в декілька десятків нанометрів нанесеної на мідну плівку товщиною в двісті нанометрів були виконані виміри на спектральному еліпсометрі і на скануючому тунельнму мікроскопі. Плівка міді функціонувала як інтерферометр Фабрі-Перо з шаром вуглецевих нанотрубок, які формували одно із дзеркал інтерферометра. Багатопроменева інтерференція в плівці міді значно підвищила точність знаходження кривої оптичної провідності вуглецевих нанотрубок. Було знайдено товщину покриття та його дисперсійні криві, проводячи аналіз спектральних еліпсометричних кривих методом зворотного градієнтного спуску. Підхід, заснований на експериментальних методах класичної оптики, дозволив визначити параметри шару товщиною в декілька десятків нанометрів, хоча його товщина була на порядок меншою довжин хвиль видимого світла. Вимірювання на скануючому тунельному мікроскопі з високою просторовою роздільною здатністю до 1 нм зареєстрували джгути нанотрубок на поверхні зразка.

Перелік посилань