Analytická spektroskopická elipsometrie tenkých optických systémů

• Thesis title in Czech: Analytická spektroskopická elipsometrie tenkých optických systémů
• Thesis title in English: Analytic spectroscopic ellipsometry of thin optical systems
• Academic year of topic announcement: 2011/2012
• Thesis type: diploma thesis
• Department: Institute of Physics of Charles University (32-FUUK)
• Supervisor: RNDr. Roman Antoš, Ph.D.
• Advisors: RNDr. Martin Veis, Ph.D.

Guidelines

1. Prostudovat odbornou literaturu daného tématu a vypracovat podrobnou rešerši.
2. Osvojit si matematický a geometrický popis polarizovaného světla a teorii optické odezvy tenkých optických systémů.
3. Osvojit si princip spektroskopické elipsometrie a jejího zobrazování na Poincarého sféře.
4. Modelovat elipsometrii vybraných vrstevnatých a/nebo mřížkových systémů, a v případě zájmu provádět experimentální měření.
5. Zobrazovat získaná elipsometrická spektra na Poincarého sféře.
6. Analyzovat a diskutovat výsledky vzhledem k geometrii vzorků a použitých materiálů.

References

R. M. A. Azzam, N. M. Bashara, Ellipsometry and Polarized Light, North-Holland, Amsterdam / New York / Oxford 1977.
K. Iizuka, Elements of Photonics, Wiley, New York 2002.
M. Born, E. Wolf, Principles of Optics, Cambridge University Press, Cambridge 1999.

Preliminary scope of work

Neustále se rozvíjející technologie přípravy moderních materiálů vyžaduje rovněž zdokonalování charakterizačních technik. Jednou z nejvýznamnějších je spektroskopická elipsometrie, citlivá na geometrické, optické i strukturní vlastnosti tenkých filmů, multivrstev a jejich periodických textur. Zatímco pro obyčejné rozhraní materiálu se vzduchem existuje jednoduchá formule pro rekonstrukci permitivity z elipsometrického měření, analýza vrstev a mřížek vyžaduje obvykle provádění četných simulací zahrnujících fitování. Cílem práce bude hledat nové postupy této analýzy s pomocí interpretace spektrálních křivek na Poincarého sféře, které vykazují mnohem pravidelnější tvar a těsnější vazbu na strukturu vzorku než obyčejné křivky 2D grafů elipsometrických parametrů. Studentovi bude poskytnut systematický teoretický i experimentální úvod a bude mu dán k dispozici existující simulační program. V případě zájmu mu bude umožněno experimentální měření v laboratoři, která má k dispozici spektrální elipsometr. Zájemci, kontaktujte mě, prosím, na adrese: [e-mail]

Preliminary scope of work in English

The continuing development of the fabrication technology of modern materials requires also the refinement of characterization. One of the most important techniques is spectroscopic ellipsometry, sensitive to geometric, optical, and structural properties of thin films, multilayers, and their periodic textures. While a simple formula exists for interfaces between air and solid materials (providing the reconstruction of permittivity from ellipsometric measurement), analyzing layers and gratings usually requires extensive simulations including fitting. The aim of this work will be looking for novel procedures of this analysis, with help of the interpretation of spectral curves on Poincaré's sphere, which exhibit substantially more reqular shape and a closer link to the structure than common curves of 2D graphs of ellipsometric parameters. The student will receive a systematic introduction into the theory and experiment, as well as an existing simulation package. In the case of interest, experimental measurement will be possible in a laboratory with a spectral ellipsometer. Those who are interested, please contact me at the address: [e-mail]