【膜】無吸収膜or弱吸収膜の分光ピーク波長から屈折率を算出する手順＿演習付

• 基板上の無吸収膜or弱吸収膜に垂直入射して測定した反射スペクトル（または透過スペクトル）のピーク波長λ_mと，膜の物理膜厚dから，膜の屈折率波長依存性n(λ) を算出できる．
• 光学膜厚ndを厚くする（厚膜にする）ことで，取得ピーク数を増やせる．例えば下の測定例では，nd=3.2μm(d～1μm)．
• 光学膜厚が薄い場合には取得ピーク数が少ないので，①分散曲線にフィッティングするか，②2ピーク間を直線補間するか，によりn(λ)を得ることになる．
• メリット：　反射率や透過率の値は不問．必要なのはピーク波長のみである．（ピーク波長は1/1000程度の精度で求まる．）高屈折率の弱吸収厚膜でも，（光吸収のためピーク反射率の低下はあるが，ピーク波長の変化はないので）この方法を適用できる．
• デメリット：　この方法で求まるのは光学膜厚ndなので，屈折率nを求めるのに物理膜厚dが必要．物理膜厚の測定精度（dektakでの経験的な絶対誤差~10nm，d=1000nmの場合には相対誤差~10nm/1000nm）=1/100が，屈折率の不確かさにつながる．

＊入射角5度であれば，垂直入射と同等とみなせます．
＊分光反射率R(λ)と分光透過率T(λ)を測定し，R+T=80～100%となる波長域λに適用できます．

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演習

薄膜の分光ピーク波長から，薄膜の屈折率を求める計算演習をやってみましょう．

(1)　上記サイトにて，Air／薄膜／基板の構造にして反射率 R(λ) を計算し，データを保存します．
　　ここで (薄膜の屈折率) > (基板の屈折率) の関係を満たすように，基板に “Air” を選ぶと簡単です．
(2)　R(λ) からピーク波長を読み取ります．
(3)　上記資料1節から順に計算していけば，薄膜の屈折率を求めることができます．