Моделювання оптичних та поверхневих властивостей тонких алюмінієвих плівок за допомогою спектроскопічної еліпсометрії
DOI:
https://doi.org/10.26565/2312-4334-2026-3-28Ключові слова:
спектроскопічна еліпсометрія, оптична модель, діелектричні константи, тонкі шариАнотація
У цьому дослідженні тонкі плівки алюмінію (Al), нанесені на підкладки з натрієво-кальційного скла, досліджувалися за допомогою спектроскопічної еліпсометрії з акцентом на оптичне моделювання та характеристики поверхні. Плівки були виготовлені методом термічного осадження в контрольованих умовах вакууму. Для точного узгодження з експериментальними еліпсометричними даними було розроблено багатошарову оптичну модель, що включає Al, природний оксид (Al₂O₃) та шари шорсткості поверхні. Аналіз проводився в діапазоні енергії фотонів 0,5–6 еВ під різними кутами падіння. Для представлення діелектричної реакції оксидного та металевого шарів відповідно були застосовані моделі дисперсії Коші та Лоренца. Шорсткість поверхні моделювалася з використанням наближення ефективного середовища. Отримані результати демонструють, що морфологія поверхні та формування оксидного шару відіграють значну роль у визначенні оптичної поведінки тонких плівок Al. Було виявлено, що варіації шорсткості поверхні та властивостей інтерфейсу впливають на показник заломлення та коефіцієнт згасання. Розроблена оптична модель показала хорошу відповідність експериментальним даним, що підтверджує її надійність для опису складних тонкоплівкових систем. Ці результати підкреслюють важливість точного оптичного моделювання для проєктування та оптимізації тонкоплівкових матеріалів в інженерних та оптоелектронних застосуваннях.
Посилання
H.D. Ibrahimov, F.A. Amirov, H.J. Huseynov, Z.M. Ibragimova, L.S. Zamanova, R.N. Asadzadeh, and S.H. Jabarov, J. Surf. Investig.: X-ray, Synchrotron Neutron Tech. 13, 1244 (2019). https://doi.org/10.1134/s1027451019060338
I. Sen, and M. Saglam, New Mater. Compd. Appl. 5, 110 (2021).
T.T. Abdullayeva, S.H. Jabarov, S. Huseynli, B.A. Abdurakhimov, A.S. Abiyev, and M.N. Mirzayev, Mod. Phys. Lett. B, 34, 2050231 (2020). https://doi.org/10.1142/s0217984920502310
S.H. Jabarov, T.T. Abdullayeva, S. Huseynli, M.N. Mirzayev, A.S. Abiyev, E. Demir, M.Yu. Tashmetov, et al., Mod. Phys. Lett. B, 35, 2150512 (2021). https://doi.org/10.1142/S0217984921505126
A.S. Abiyev, Adv. Phys. Res. 3, 137 (2021).
F.G. Agayev, S.H. Jabarov, G.Sh. Ayyubova, A.V. Trukhanov, S.V. Trukhanov, M.N. Mirzayev, T.G. Naghiyev, and N.T. Dang, J. Supercond. Nov. Magn. 33, 2867 (2020). https://doi.org/10.1007/s10948-020-05544-9
J. Wang, Y. H. Yu, S. C. Lee, and Y. W. Chung, Surf. Coat. Technol. 146, 189–192 (2001). https://doi.org/10.1016/s0257-8972(01)01387-1
D. Yan, J. He, X. Li, J. Lianxin, and Z.H. Ding, Surf. Coat. Technol. 141, (2001). https://doi.org/10.1016/s0257-8972(01)01170-7
Y.S. Chang, and N. Roy, Thin Solid Films, 193–194, 959 (1990). https://doi.org/10.1016/0040-6090(90)90250-h
Kh.N. Ahmadova, Int. J. Mod. Phys. B, 34, 2150241 (2021). https://doi.org/10.1142/s0217979220500587
R.W. Collins, I. An, J. Koh, H. Fujiwara, P.I. Rovira, A.S. Ferlauto, Thin Solid Films, 313–314, 18–23 (1998). https://doi.org/10.1016/S0040-6090(97)00743-2
Kh.N. Ahmadova, and S.H. Jabarov, Arab. J. Sci. Eng. 48, 8083–8088 (2023). https://doi.org/10.1007/s13369-022-07449-2
J.N. Hilfiker, N. Singh, T. Tiwald, D.W. Convey, S.M. Smith, J. Baker, and H.G. Tompkins, Thin Solid Films, 516, 7979–7989 (2008). https://doi.org/10.1016/j.tsf.2008.04.060
M. Losurdo, K. Hingerl, editors, Ellipsometry at the Nanoscale, (Springer, Berlin, 2013). https://doi.org/10.1007/978-3-642-33956-1
Kh.N. Ahmadova, N.N. Hashimova, and M.A. Musayev, East Eur. J. Phys. (1), 197 (2025). https://doi.org/10.26565/2312-4334-2025-1-20
H.G. Tompkins, E.A. Irene, editors, Handbook of Ellipsometry, (Springer, New York, 2005).
H. Fujiwara, Spectroscopic Ellipsometry: Principles and Applications, (John Wiley & Sons, Chichester, 2007).
R.M.A. Azzam, and N.M. Bashara, Ellipsometry and Polarized Light, (North-Holland, Amsterdam, 1987).
Kh.N. Ahmadova, Int. J. Mod. Phys. B, 34, 2050058 (2020). https://doi.org/10.1142/S0217979220500587
J.A. Woollam, Guide to Using WVASE32® Spectroscopic Ellipsometry Data Acquisition and Analysis Software, (J.A. Woollam Co., Inc., Lincoln, NE, USA).
Kh.N. Ahmadova, Sh.N. Aliyeva, Sh.R. Mammadova, and L.N. Ibrahimova, Advanced Physical Research, 7(3), 358 (2025). https://doi.org/10.62476/apr.73358
G. E. Jellison, Jr., and F. A. Modine, in: Handbook of Ellipsometry, edited by H. G. Tompkins, and E. A. Irene (Springer, New York, 2005), Chap. 6.
S. Adachi, Optical Constants of Crystalline and Amorphous Semiconductors, (Springer, 1999).
D.E. Aspnes, Thin Solid Films, 89, 249–262 (1982). https://doi.org/10.1016/0040-6090(82)90590-9
E.D. Palik, Handbook of Optical Constants of Solids, (Academic Press, New York, 1998).
A.D. Rakic, A.B. Djurisic, J.M. Elazar, M.L. Majewski, Applied Optics, 37, 5271 (1998). https://doi.org/10.1364/AO.37.005271
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
