• 제목/요약/키워드: 반사타원법

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단축이방성 배향막이 코팅되어 있는 다층박막시료의 타원식 (Ellipsometric Expressions of Multilayered Substrate Coated with a Uniaxially Anisotropic Alignment Layer)

  • 김상열
    • 한국광학회지
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    • 제24권5호
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    • pp.271-278
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    • 2013
  • 다층박막이 있는 기층에 단축이방성 배향막이 코팅되어 있을 때 비스듬히 입사한 빛의 유효반사계수 표현들을 유도하였다. 유효반사계수들과 타원상수들을 다층박막의 미지상수들은 물론 단축이방성 배향막의 광학이방성의 크기와 광축의 방향 그리고 배향막의 두께로 표현하였다. 이를 바탕으로 배향막의 정상굴절률과 이상굴절률, 배향된 두께 그리고 광축의 방위각과 기울임각을 다층박막의 두께나 조성비 등과 함께 타원법이 가지고 있는 높은 수준의 측정 정밀도를 유지하며 기존의 모델링 분석방법으로 결정할 수 있도록 하였다.

단축 이방성 박막들이 코팅된 시료의 타원식 (Ellipsometric Expressions for a Sample Coated with Uniaxially Anisotropic Layers)

  • 김상열
    • 한국광학회지
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    • 제26권5호
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    • pp.275-282
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    • 2015
  • 단축이방성 박막들과 등방성 박막들이 코팅되어 있는 시료에 비스듬히 입사한 빛의 유효반사계수 표현들을 유도하였다. 단축 이방성 박막 내에서의 다중반사 효과를 반영하여 여러 층의 등방성 박막들과 이방성 박막들이 섞여 있는 시료의 유효반사계수 표현들과 타원상수 표현들을 제시함으로써 시료면에 수직한 방향으로 균일하지 않은 단축이방성 분포를 가진 시료의 광학이방성을 여러 개의 단축이방성 박막으로 나누어 분석할 수 있도록 하였다.

반사 타원법과 투과율 분석법을 사용한 반투명 기층 위 매우 약한 광흡수 박막의 두께와 복소굴절률 정밀 결정 (Precise Determination of the Complex Refractive Index and Thickness of a Very Weakly Absorbing Thin Film on a Semi-transparent Substrate Using Reflection Ellipsometry and Transmittance Analysis)

  • 김상열
    • 한국광학회지
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    • 제35권1호
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    • pp.1-8
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    • 2024
  • 유리기층에 코팅되어 있는 박막의 광학상수를 정확하게 분석하기 위해, 반투명 기층 위에 다층박막이 코팅되어 있는 시료의 유사 투과타원 상수 표현과 투과율 표현을 구체적으로 제시하였다. 두꺼운 기층에서 일어나는 다중반사로 인한 빛의 세기를 결맞지 않도록 중첩하는 동시에, 반투명 기층의 광흡수 영역에서 기층의 흡수를 정확하게 반영함으로써 다층박막이 코팅된 반투명 기층 시료의 정확한 모델링 분석이 가능하게 하였다. 흡광도가 매우 낮은 파장대역에서 투과율 측정에 기반한 분석과 타원법에 기반한 모델링 분석 방법이 가지는 박막의 소광계수의 차이를 투과율의 민감도와 타원상수의 민감도 분석을 통하여 비교 분석하였다. 투과율 분석법과 반사 타원법을 SiN 박막이 코팅된 유리기층 시료에 적용함으로써 소광계수가 매우 작을 때에도 SiN 박막의 복소굴절률과 두께를 정확하게 결정할 수 있음을 보였다.

반투명 기층에 의한 후면반사를 고려한 회전검광자 방식의 타원측정 및 분석 (Analysis of the Spectro-ellipsometric Data with Backside Reflection from Semi-transparent Substrate by Using a Rotating Polarizer Ellipsometer)

  • 서영진;박상욱;양성모;김상열
    • 한국광학회지
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    • 제22권4호
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    • pp.170-178
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    • 2011
  • 기층의 후면에서 반사한 빛이 미치는 영향을 고려하여 반투명한 기층 위에 박막이 있는 시료의 분광타원상수를 모델링 분석하였다. 후면반사가 타원상수에 미치는 영향을 기층의 복소굴절률과 두께를 사용하여 나타내었고 이를 모델링 분석에 적용하였다. 유리 기층 위에 ITO 박막이 있는 시료에 대해 후면반사를 고려한 표현들을 사용하여 박막의 두께와 복소굴절률 등을 구한 결과가 후면에서 반사된 빛을 제거하여 측정, 분석하는 통상적인 타원법에 의한 결과와 일치함을 보였다.

반사형 타원계를 이용한 러빙된 Polyimide 배향막의 초미세 광학 이방성 정밀 측정 (Precise Measurement of the Ultrasmall Optical Anisotropy of Rubbed Polyimide Using an Improved Reflection Ellipsometer)

  • 이제현;박민수;양성모;박상욱;이민호;김상열
    • 한국광학회지
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    • 제26권4호
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    • pp.195-202
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    • 2015
  • 기층의 잔류 이방성에 영향을 받지 않고 러빙된 폴리이미드 배향막의 초미세 광학 이방성을 정밀하게 측정할 수 있는 반사형 타원계를 개발하고 러빙의 세기를 달리하여 제작한 배향막의 광학이방성을 이 반사형 타원계를 사용하여 측정, 분석하였다. 투과형 타원계를 사용하여 측정한 리타데이션과 비교하여 개발된 반사형 타원계의 신뢰도 및 광학 이방성의 측정 재현성을 확인하고 배향막의 형성 여부와 배향막의 형성정도를 정량적으로 평가하였다

두개의 단축이방성 박막이 있는 다층박막 시료의 타원식 (Ellipsometric Expressions for Two Uniaxially Anisotropic Layers Coated on a Multilayered Substrate)

  • 김상열
    • 한국광학회지
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    • 제26권2호
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    • pp.115-120
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    • 2015
  • 광축의 각도가 서로 다른 두 단축이방성 박막이 다층박막 기층시료 위에 코팅되어 있을 때 비스듬히 입사한 빛의 유효반사계수 표현들을 유도하였다. 유효반사계수로부터 타원상수 표현들을 구하고 이 타원상수의 단축이방성 박막 광축각도 의존성으로부터 단축이방성 박막의 표면 이방성에 의한 효과와 주층 이방성에 의한 효과를 구분하여 해석할 수 있도록 하였다.

분광타원법을 이용한 PDP용 ITO 박막의 패턴 분석 (Analysis of patterned ITO layer of PDP thin films using spectroscopic ellipsometry)

  • 윤희삼;김상열
    • 한국광학회지
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    • 제14권3호
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    • pp.272-278
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    • 2003
  • 분광타원법을 이용하여 PDP용 ITO박막의 광학상수 및 패턴을 분석하였다. ITO 박막의 광물성은 로렌쯔 진동자 모델을 사용하고 ITO의 패턴에 의한 효과는 전체빔이 ITO와 유리기층을 덮는 면적비 가중치를 가진 반사율 평균방법으로 반영시켰다. PDP 다층박막을 구성하고 있는 유리기층 위의 ITO박막 패턴이 타원데이터에 미치는 영향을 분석하여 ITO가 패턴에서 차지하는 면적비를 결정하였다. 측정된 분광타원데이터에 최적맞춤한 ITO의 상대면적값이 예측값과 보이는 차이를 검토함으로써 분광타원법을 사용한 ITO패턴분석의 한계와 이를 극복하는 방법을 제시하였다.

니켈의 부동화에 관한 전기화학적 및 광학적 연구 (Electrochemical and Optical Studies on the Passivation of Nickel)

  • 김동진;백운기
    • 대한화학회지
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    • 제26권6호
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    • pp.369-377
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    • 1982
  • 염기성 용액에서 니켈표면에 생성되는 양극 산화막의 성질과 그 생성 메카니즘을 알아보기 위하여 반사율 측정과 타원편광 반사법 측정을 동시에 하는 실험방법을 이용하였다. 과도적 변화의 측정을 위하여 파라데이 효과에 의한 평면편광의 변조를 이용하여 타원편광 반사계를 자동화하였다. 높은 순도의 다결정성 니켈을 연마한 후 환원전위에서 부동화전위로 전위를 갑작스럽게 변화시켜 전기화학적으로 부동화를 유도하면서 생성되는 표면막의 반사율(r)과 타원편광 반사법 파라미터들(${\Delta},{\Psi}$)의 변화를 자동화타원편광 반사계를 사용하여 기록하였다. 생성된 표면막의 광학상수들 n,k와 두께 ${\tau}$를 결정하기 위해서 컴퓨터로 세가지 광학 측정치를 포함하는 세개의 연립방정식을 풀었다. 이러한 계산값들의 크기와 그 값들이 pH와 시간에 따라 변하는 모습을 살펴 본 결과, 니켈의 부동화는 $15{\AA}$ 미만의 얇은 표면막으로도 효과적으로 이루어질 수 있으며, 이 부동화막은 작은 흡광계수를 갖고 있는 것으로 보인다. 또한, pH가 클수록 부동화상태에 빨리 도달하며 생성된 부동화막의 구조도 더욱 치밀해지는 것으로 보인다. 실험 결과들은 부동화막의 조성은 부동화가 이루어지는 초기에는 $Ni(OH)_2$에 가까우나 시간이 경과함에 따라 부분적으로 탈수되어 NiO로 변한다는 추정과 부합한다.

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결맞음길이보다 두꺼운 두 개의 막에 덮여있는 시료의 타원식 (Expressions for Ellipsometric Constants of Samples Covered with Two Thick Incoherent Films)

  • 김상열
    • 한국광학회지
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    • 제24권2호
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    • pp.92-98
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    • 2013
  • 회전검광자 방식의 타원계 구조에 기초하여 두꺼운 막들 내부에서 일어나는 다중반사에 인한 빛의 세기를 결맞지 않도록 중첩함으로써 결맞음길이보다 두꺼운 막 두 개가 다층박막시료 위에 있을 때 적용되는 타원상수 표현들을 유도하였다. 유도된 표현들을 커버유리와 공기층 아래에 있는 산화규소 박막이 코팅되어 있는 시료의 타원법 분석에 적용하여 그 유용성을 확인하였다.

점진적인 굴절률 변화를 갖는 투명전도 산화막이 실리콘 태양전지의 특성에 미치는 영향

  • 오규진;김은규
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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    • pp.225.2-225.2
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    • 2013
  • 실리콘기반의 광전변환 소자는 소자공정의 편의성, 소자 신뢰성, 화학적 안정성, 그리고 저가경쟁력 등의 이점 때문에 수 십 년간 널리 연구되어 왔다. 그러나, 실리콘 재료의 경우 높은 굴절률로 인해 표면에서 높은 광 반사도를 가지고 있다. 일반적으로, 태양전지의 광전변환 효율은 빛이 서로 다른 유전율을 가진 계를 통과할 때 발생하는 계면반사로 인한 물리적인 한계를 가진다. Indium Tin Oxide (ITO)는 발광 다이오드, 태양전지, 그리고 광 검출기 등의 광소자에 적용하기 위해 수 년간 투명전도 산화막 재료로서 연구되어 왔다. ITO의 뛰어난 광학적, 전기적 특성은 높은 투과도와 낮은 전기 전도도를 요구하는 소자 응용에 대해 유망한 후보로 거듭나게 했다. 게다가, ITO의 굴절률은 대략 2정도이다. 그 결과, ITO는 반도체 기반 태양전지의 무반사 코팅 소재로서도 장점을 가지고 있다. 본 연구는 전자빔 증착법으로 경사입사 증착을 하여 실리콘 기반 태양전지에 증착될 ITO 박막의 굴절률을 조절한다. 여기서, 실리콘의 굴절률은 대략 3.5정도이다. 그러므로, 더 나은 광학적 특성을 가지기 위해 다층으로 올려진 ITO 박막이 점진적인 굴절률 변화를 가지는 것을 필요로 한다. 점진적 굴절률 변화를 가진 무반사 박막이 실리콘 태양전지의 특성에 미치는 영향을 평가하기 위해 광전변환 효율을 측정하였다. 증착된 박막의 굴절률과 표면형상은 각각 타원편광분석과 Atomic Force Microscopy (AFM)을 통해 분석되었다. 또한, 소자의 단면형상은 Scanning Electron Microscopy (SEM)으로 측정되었다.

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