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Optische Detektionsverfahren in der Sensorik

Ellipsometrie

Spektrale Ellipsometrie (SE)

Charakterisierung dünner Filme durch simultane und zerstörungsfreie Bestimmung der physikalischen Schichtdicke und der optischen Dispersion dünner Schichten. Wechselwirkung mit Analyten, z.B. Quellung von Polymeren oder Bindung von Biomolekülen an immobilisierte Bindungspartner, kann durch Phasenänderung und Amplitudenänderung des eingestrahlten polarisierten Lichts detektiert werden.

Prinzip

  • Einstrahlung von abwechselnd π- und σ-polarisiertem Weißlicht.
  • Der Polarisationszustand des reflektierten Lichts wird spektral detektiert.
  • tan Ψ beschreibt das Verhältnis der Reflektivitäten bei π- und σ-polarisiertem Licht
  • Δ beschreibt den Unterschied der Phasenverschiebung zwischen π- und σ- polarisiertem Licht vor und nach Reflexion.
  • Durch Anpassung eines Schichtmodells an die Messkurven tan Ψ und cos Δ werden Schichtdicke und Brechungsindex bestimmt.
Abb.1

Aufbau

Abb.2

Signal

  • Verschiebung der Messkurven für tan Ψ und cos Δ .
Abb.3
Abb.4
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