椭偏仪对α—Co纳米薄膜性能的研究

李雯

摘 要：本文采用椭偏仪（SE）测量了不同厚度的Co 纳米薄膜的椭偏参数（Ψ和Δ），结合薄膜的特性，建立最优的模型，获得了薄膜的厚度及光学性能。XRD结果表明：纳米薄膜为六方密堆结构α-Co。

关键词：椭偏仪；光学性能；α-Co薄膜

椭偏仪具有高精度和高灵敏度的优点，并且测试过程非破坏性、非苛刻性等特点[ 1 ]，因而在各种薄膜材料的光学、介电性能的研究和分析领域有着广泛的应用。

实际测量过程中，首先直接测量获得薄膜椭偏参数（Ψ和Δ）随波长变化谱图（横坐标为波长，纵坐标为Ψ或Δ），随后建立模型进行解谱，从而获得薄膜的复折射率、膜厚、表面特性等信息。

判断模型好坏的标准为均方根误差MSE：

通常MSE<100，认为结果比较可靠，MSE<20，则结果非常可靠。

磁性金属薄膜是当前材料科学和凝聚态物理研究的前沿和热点之一，在磁光记录介质、快速读写薄膜磁头以及灵敏传感器等领域具有重要应用[ 2 ]。铁磁性Co金属膜因其具有高的磁导率，有望成为微波磁性材料。当前，研究仅仅集中在Co膜的基础性能及静态磁性上，而对其光学性能的研究还很少。据此，本文以Co纳米薄膜为研究对象，研究其结构及光学性能。

1 Co纳米薄膜制备

在洗净的Si（100）圆晶基底上，以99.9%Co为溅射靶材制备Co膜。通过不断优化溅射条件，使溅射速率约为4 纳米/分钟。

具体溅射条件为本底真空：8.0×10-5 帕；功率：50 瓦；溅射气压：0.2帕；溅射时间分别为10 分钟（样品名称记作：“Co10”）、20分钟（样品名称记作“Co20”）、30分钟（样品名称记作“Co30”）、50分钟（样品名称记作“Co50”）。

2 XRD结构分析

XRD图谱中：随着膜厚的增加，Co膜的晶体衍……