Юный техник 1977-10, страница 46




Юный техник 1977-10, страница 46

СТАРОЕ И НОВОЕ

«Новое — это хорошо забытое старое». Я сразу вспомнил об этом афоризме, слушая рассказ К. К. Свиташева, заместителя директора Института полупроводников Сибирского отделения АН СССР. Именно Константин Константинович и его коллеги под руководством члена-корреспондента АН СССР Анатолия Васильевича Ржанова нашли способ заменить человеческие глаза гораздо более надежными и точными контролерами — эллипсо-метрами.

— Судя по названию, приборы эти измеряют эллипсы, но где они на пленке? — спросил я Свиташева.

— Сейчас разберемся во всем по порядку, — ответил Константин Константинович. — Сама по себе идея эллипсометрии не нова. Впервые она появляется в работах физиков П. Друде и Р. Рэлея в конце прошлого века. Ученые решили воспользоваться одним из свойств поляризованного света для измерения толщины тонких пленок, например, слоя

масла на поверхности воды...

Естественный свет, как известно, состоит из поперечных электромагнитных колебаний, направление которых беспрерывно и хаотически меняется. Если такие колебания представить как волны на веревке, которую беспорядочно трясут, то поляризационный фильтр действует как щель в заборе. Он пропустит волны лишь тогда, когда они по своему направлению совпадут с направлением щели или плоскости поляризации фильтра.

Если такой поляризованный свет направить на какую-либо отражающую поверхность, то можно получить два варианта отражения (см. рис.).

Когда плоскость поляризации лежит в плоскости луча падающего и луча отраженного или

перпендикулярна им, то характер поляризации не меняется, он остается линейным.

Во всех остальных случаях картина будет сложнее, так как отраженная волна будет представлять собой сумму двух поляризованных волн. У одной плоскость поляризации лежит в плоскости падающего и отраженного лучей, у другой — перпендикулярна этой плоскости. Причем между обеими волнами при отражении появляется разность фаз. Просуммировав векторы напряженности электрического поля этих волн по правилу параллелограмма, они увидели, что конец результирующего вектора описывает эллипс. Такой свет получил название эллиптически - поляризованного. Параметры эллипса: степень его вытянутости, направление осей — зависят от свойств поверхности, на которую падает поляризованный свет.

Но труды Друде и Рэлея так и остались в теории. Оказалось очень трудным установить, какими именно математическими зависимостями параметры эллипса связаны с характеристиками поверхности. Ведь события развивались задолго до появления ЭВМ...

...Сегодня эллипсометры оценивают пленки толщиной не более 0,05 мкм, дают отсчет на каждой «площадке», не превышающей острия иголки — примерно 0,0001 квадратного миллиметра! Более того, при помощи одной из разновидностей ~ эллипсомет-ров — лазерными эллипсометри-ческими микроскопами — можно измерять характеристики пленки, толщина которой составляет все-го-навсего 0,0005 мкм, в тысячи раз тоньше человеческого волоса!

Как получили такую зоркость? Новосибирским исследователям удалось соединить вместе старый принцип с новейшими достижениями науки и техники. В качестве источника света они исполь-

ЛЛ



Обсуждение
Понравилось?
Войдите чтобы оставить комментарий
Понравилось?