Techniklexikon

Ellipsometrie

Oberflächen- und Grenzflächenphysik, optische Methode zur Bestimmung der dielektrischen Funktion von Festkörpern, dünnen Schichten und Oberflächen. Dabei wird linear polarisiertes Licht unter einem Einfallswinkel nahe dem Brewster-Winkel auf die Probe eingestrahlt und das reflektierte (i.a. elliptisch polarisierte) Licht analysiert. Die Ellipsometrie misst lediglich den Polarisationszustand, nicht die Intensität des reflektierten Lichtes. Auswertung von Verkippung der Ellipse aus der Einfallsebene und dem Verhältnis von grosser zu kleiner Halbachse liefert das Verhältnis der Fresnel-Koeffizienten und daraus, bei spektral aufgelösten Messungen, die dielektrische Funktion e^*(w). Ist sie bekannt, kann mittels Ellipsometrie die Schichtdicke eines Films bzw. die dielektrische Funktion der Oberfläche bestimmt werden. Ellipsometrie wird zeitgleich beim Wachstum dünner Schichten zur Bestimmung von Schichtdicke, Morphologie und Komposition eingesetzt.

Eine Sonderform ist die reflexionsanisotrope Spektroskopie (RAS). Hier wird senkrecht einfallendes Licht durch optische Anisotropien der Probe polarisiert und in zueinander senkrechten Richtungen betrachet. RAS dient zur Analyse der elektronischen und geometrischen Struktur von Oberflächen sowie zur Untersuchung von Wachstumsmechanismen in der metallorganischen Gasphasenepitaxie.

Ellipsometrie: Prinzip: Der Polarisationszustand des Lichtes wird durch die Reflektion an einer Probe verändert. Seine Analyse ermöglicht die Bestimmung der dielektrischen Funktion und damit korrelierter Eigenschaften.