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原文传递一种各向异性半导体光学薄膜轴向折射率的测量方法

专利名称：	一种各向异性半导体光学薄膜轴向折射率的测量方法
摘要：	本发明提供的一种各向异性半导体光学薄膜轴向折射率的测量方法，包括以下步骤：利用激光对各向异性半导体光学薄膜进行照射，收集半导体光学薄膜向外发射的荧光，测量半导体光学薄膜的荧光光谱；从半导体光学薄膜荧光光谱的带边非周期振荡发射光谱中提取干涉加强或减弱的波长数值；根据薄膜厚度、折射率以及波长的相干叠加关系，计算半导体光学薄膜的轴向折射率随波长变化的关系，即单边色散关系，完成各向异性半导体光学薄膜轴向折射率的测量。本发明提供的测量方法，可运用到各向异性宽带隙半导体光学薄膜中，测量精度高，解决了带边折射率无法准确测量的技术问题，具有广阔的应用前景。
专利类型：	发明专利
申请人：	中山大学
发明人：	郑伟;朱燕明;林日成;黄丰
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T18:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T21:00:00+0805
申请号：	CN201911306489.4
公开号：	CN111044490A
代理机构：	广州粤高专利商标代理有限公司
代理人：	林丽明
分类号：	G01N21/41;G01N21/45;G;G01;G01N;G01N21;G01N21/41;G01N21/45
申请人地址：	510275 广东省广州市海珠区新港西路135号
主权项：	1.一种各向异性半导体光学薄膜轴向折射率的测量方法，其特征在于，包括以下步骤： S1：利用激光对各向异性半导体光学薄膜进行照射，收集半导体光学薄膜向外发射的荧光，测量半导体光学薄膜的荧光光谱； S2：从半导体光学薄膜荧光光谱的带边非周期振荡发射光谱中提取干涉加强或减弱的波长数值； S3：根据薄膜厚度、折射率以及波长的相干叠加关系，计算半导体光学薄膜的轴向折射率随波长变化的关系，即单边色散关系，完成各向异性半导体光学薄膜轴向折射率的测量。 2.根据权利要求1所述的一种各向异性半导体光学薄膜轴向折射率的测量方法，其特征在于，在所述步骤S1中，采用激光通过深紫外镜头垂直于异性半导体光学薄膜表面入射，异性半导体光学薄膜受到脉冲激光辐照后向外发射荧光，辐射的荧光通过背散射光路进行收集。 3.根据权利要求2所述的一种各向异性半导体光学薄膜轴向折射率的测量方法，其特征在于，在所述步骤S1中，所述的激光采用193nm脉冲激光；所述的深紫外镜头采用15倍深紫外镜头。 4.根据权利要求2所述的一种各向异性半导体光学薄膜轴向折射率的测量方法，其特征在于，在所述步骤S1中，采用改造的雷尼绍光谱仪根据收集到的荧光，测量不同厚度的半导体光学薄膜的荧光光谱。 5.根据权利要求4所述的一种各向异性半导体光学薄膜轴向折射率的测量方法，其特征在于，在所述步骤S2中，由于不同薄膜材料的性质不同，测量的薄膜对象的厚度以能否产生非周期振荡现象为界限。 6.根据权利要求4所述的一种各向异性半导体光学薄膜轴向折射率的测量方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括以下步骤： S21：从荧光光谱中观察到带边非周期振荡发射现象，即观察到荧光发射峰，得到带边非周期振荡发射光谱；其中，半导体光学薄膜具有多个非周期荧光发射峰，因此，半导体光学薄膜存在非周期振荡现象，说明半导体光学薄膜在带边附近的消光系数会增加，其折射率存在色散； S22：根据带边非周期振荡发射光谱，提取干涉加强或减弱的波长数值。 7.根据权利要求6所述的一种各向异性半导体光学薄膜轴向折射率的测量方法，其特征在于，所述步骤S3具体为：所述相干叠加关系表示为：式中，为相位差，n为半导体光学薄膜的折射率，d为半导体光学薄膜的厚度，λ为荧光的波长，m为整数；当相位差等于π的偶数倍时，两束光满足相干加强条件；当相位差等于π的奇数倍时，两束光满足相干相消条件；根据克拉默-克朗尼格变换关系，半导体光学薄膜的折射率在带边会显著变换，使得荧光发射峰之间的间隔不同，因此，通过荧光发射峰之间的不同间隔获取半导体光学薄膜在带边附近的折射率关于波长的函数关系，计算得到对应波长下的折射率。 8.根据权利要求1～7任一项所述的一种各向异性半导体光学薄膜轴向折射率的测量方法，其特征在于，所述半导体光学薄膜的各向异性宽带隙在常温下大于2.0eV。
所属类别：	发明专利