Optikai modellek fejlesztése sokösszetevős anyagrendszerek ellipszometriai vizsgálatához = Optical model development for ellipsometric study of many-compound materials
Az ellipszometria olyan optikai módszer, amely felületközeli, roncsolásmentes, in situ vizsgálatokat tesz lehetővé. A technológiába bekerülő összetett rétegek törésmutatója általában nem ismert, vagy éppen az a meghatározandó mennyiség. Ebben az esetben a törésmutatót diszperziós formulákkal, vagy az ún. effektív közeg közelítéssel (vagy egyszerre mindkettővel) határozhatjuk meg. Van lehetőség olyan paraméterek meghatározására is, amelyek egy-egy mikroszkópikus szerkezeti tulajdonsággal (pl. sávszélesség ill. szemcseméret, különböző fázisok) kapcsolatba hozhatók. Ebben a munkában az egy- és polikristályos CdTe (amely egy igéretes fotovoltaikus anyag) ion implantációval keltett hibasűrűségének az optikai tulajdonságaira való hatását vizsgáltuk. A CdTe optikai tulajdonságainak kritikus pont struktúráinak szélességét a kontrollált roncsoltság függvényében határoztuk meg. Az effektív roncsoltság mint egyetlen paraméter szerinti parametrizációt kerestük, amely elegendő az összes minta és a kritikus pontok szélességének szimultán leírásához. Ez a parametrizáció szolgálhat adatbázisul a különböző feltételek között leválasztott CdTe filmek optikai tulajdonságainak fitteléséhez. Ezen az úton nyílik lehetőség a CdTe gyártásközi, valósidejű ellenőrzésére. | Ellipsometry is an optical method which makes possible near-surface, non-destructive, in-situ studies. However, the refractive index of the coumpound materials in the technology is usually unknown or just the only question. In this case, the refractive index can be determined using dispersion formula or the so called effective medium approximation, or both. There is a possibility to determine parameters which can be coupled with microscopical structural properties (such as band gap or grain size or different phases). In this project, we studied the effects of defect density caused by ion implantation on the optical properties of single and polycrystalline CdTe, which is a promising photovoltaic material. The widths of the critical point structures in the optical properties of CdTe were determined as a function of the controlled defect density. We seeked a parameterization of the optical properties with a single parameter – an effective defect density -- that is sufficient to modify all critical point widths simultaneously and describe the optical properties for the full set of samples. This parameterization can serve as a database to fit the optical properties of CdTe films during different growth conditions. In this way, it will be possible to use real time optical measurements of CdTe during its fabrication and processing
