Elipsometría
La elipsometría es una técnica óptica para investigar las propiedades dieléctricas ( índice de refracción complejo o función dieléctrica ) de películas delgadas . La elipsometría mide el cambio de polarización por reflexión o transmisión y lo compara con un modelo.
Se puede utilizar para caracterizar la composición , la rugosidad , el espesor (profundidad), la naturaleza cristalina , la concentración de dopaje , la conductividad eléctrica y otras propiedades del material. Es muy sensible al cambio en la respuesta óptica de la radiación incidente que interactúa con el material que se investiga.
Se puede encontrar un elipsómetro espectroscópico en la mayoría de los laboratorios analíticos de película delgada. La elipsometría también se está volviendo más interesante para los investigadores de otras disciplinas como la biología y la medicina. Estas áreas plantean nuevos desafíos a la técnica, como mediciones en superficies líquidas inestables e imágenes microscópicas.
El nombre "elipsometría" proviene del hecho de que se utiliza la polarización elíptica de la luz. El término "espectroscópico" se relaciona con el hecho de que la información obtenida es una función de la longitud de onda o energía (espectro) de la luz. La técnica se conoce al menos desde 1888 por el trabajo de Paul Drude [1] y tiene muchas aplicaciones en la actualidad.
La señal medida es el cambio en la polarización a medida que la radiación incidente (en un estado conocido) interactúa con la estructura material de interés ( reflejada , absorbida , dispersada o transmitida ). El cambio de polarización se cuantifica mediante la relación de amplitud, Ψ, y la diferencia de fase, Δ (definida a continuación). Debido a que la señal depende tanto del grosor como de las propiedades del material, la elipsometría puede ser una herramienta universal para la determinación sin contacto del grosor y las constantes ópticas de películas de todo tipo. [3]
Tras el análisis del cambio de polarización de la luz, la elipsometría puede proporcionar información sobre capas que son más delgadas que la longitud de onda de la propia luz de sondeo, incluso hasta una sola capa atómica . La elipsometría puede sondear el índice de refracción complejo o el tensor de la función dieléctrica , lo que da acceso a parámetros físicos fundamentales como los enumerados anteriormente. Se usa comúnmente para caracterizar el espesor de la película para capas individuales o pilas complejas de múltiples capas que van desde unos pocos angstroms o décimas de nanómetro hasta varios micrómetros con una precisión excelente.
