Cos'è un ellipometer?
L'ellipometria è una tecnica ottica per misurare lo spessore e le proprietà ottiche di film estremamente sottili o strati di materiale. Le proprietà misurabili sono l'indice di rifrazione o quanta luce è piegata e il livello di assorbimento della luce, chiamato coefficiente di assorbimento . Un ellipometer è un dispositivo utilizzato per eseguire queste misurazioni.
Gli ellipsometri funzionano brillando una fonte di luce ben definita su un materiale e catturando il riflesso. Gli ellipsometri moderni usano laser, tipicamente laser elio-neon, come fonte. Il raggio di ellipsometro passa per la prima volta attraverso un polarizzatore in modo da poter passare solo la luce in una direzione nota. Quindi passa attraverso un dispositivo chiamato compensatore, che polarizza ellitticamente il raggio di luce. La luce rimanente viene quindi rimbalzata sul materiale in studio.
L'analisi dipende dalla legge di Snell; Quando un raggio di luce colpisce un materiale, alcuni si rifletteranno immediatamente e alcuni passano al lontano Side del materiale prima di riflettere. Misurando la differenza tra i due riflessi, è possibile determinare lo spessore del dispositivo. La luce riflessa subisce anche un cambiamento nella polarizzazione; Questa modifica viene utilizzata per calcolare l'indice di rifrazione e il coefficiente di assorbimento.
Affinché un ellipsometro funzioni correttamente, il materiale esaminato deve soddisfare alcune proprietà fisiche. Il campione deve essere composto da un piccolo numero di strati ben definiti. Gli strati devono essere otticamente omogenei, hanno una struttura molecolare identica in tutte le direzioni e riflettere quantità significative di luce. Se uno di questi requisiti viene violato, le procedure standard non funzionano.
Gli ellipsometri sono dispositivi estremamente sensibili, in grado di misurare strati sottili come un atomo. Sono ampiamente utilizzati nella produzione di semiconduttori in cui gli strati successivi di materiale vengono coltivati chimicamente sopra ciascunoaltro.
L'ellipometria non è distruttiva; Un materiale misurato da un ellipometro non è influenzato negativamente dal processo. A causa di questa caratteristica, l'uso di ellipsometri nelle scienze biologiche è in aumento. I materiali biologici sono molto meno uniformi rispetto ai materiali fabbricati e generalmente non hanno le caratteristiche fisiche necessarie per l'ellipometria tradizionale. Nuove tecniche, come l'uso di più ellipsometri disposti a diverse angolazioni, sono state sviluppate per funzionare con tali materiali.