Publication detail

Electron beam induced changes in optical properties of glassy As35S65 chalcogenide thin films studied by imaging ellipsometry

Year: 2018

Type of publication: článek v odborném periodiku

Name of source: Thin Solid Films

Publisher name: Elsevier Science BV

Place: Amsterdam

Page from-to: 759-765

Titles:

Language	Name	Abstract	Keywords
cze	Změny v optických vlastnostech tenkých vrstev chalkogenidového skla As35S65 indukované elektronovým paprskem studované zobrazovací elipsometrií	Spektroskopická zobrazovací elipsometrie byla využita pro studium čtverců o velikosti 50 um x 50 um, které byly zaznamenány do tenkého filmu chalkogenidového skla As35S65 pomocí elektronového paprsku s různými expozičními dávkami. Optické konstanty (index lomu a extinkční koeficient) exponovaných oblastí byly stanoveny pomocí elipsometrických dat měřených v spektrálním rozsahu 390 až 800 nm. Komplexní dielektrická permitivita každého elektronovým paprskem exponovaného čtverce (As35S65 s různou expoziční dávkou) byla parametrizována pomocí Tauc-Lorentzova oscilátoru. Byly použity gradientní optické modely s indexem lomu, který se měnil lineárně v tloušťce vrstvy. Vyhodnocení parametrů Tauc-Lorentzova oscilátoru odhalilo snížení šířky zakázaného energetického pásu, zvýšení indexu lomu v celých zaznamenaných spektrech (výraznější v horní části filmu) a zvýšení extinkčního koeficientu v části spektra, kde materiál absorbuje s rostoucím expoziční dávkou elektronů použitou pro expozici čtverců. Snížení lokální uspořádání se zvyšující se dávkou elektronové expozice je kvantifikováno z náběhu krátkovlnné absorpční hrany pomocí Mott-Davisova modelu. Je prezentována závislost parametrů Wemple-DiDomenico modelu v závislosti na expoziční dávce elektronového záření pro část spektra, kde je vrstva transparentní. Tenký film se zaznamenaným obrazem byl následně leptán v roztoku na bázi aminu v aprotickém rozpouštědle. Zatímco přirozená vrstva byla plně vyleptaná, výška exponovaných oblastí stoupá s rostoucí dávkou elektronové expozice. Znalosti o změnách optických vlastností a rychlosti leptání indukované elektronovým paprskem různých expozičních dávek mohou být použity pro výrobu optických prvků pomocí litografie elektronovým paprskem s vysokým rozlišením.	Zobrazovací elipsometrie; Optické vlastnosti; chalkogenidové sklo; Tenké filmy; Mikro-strukturování
eng	Electron beam induced changes in optical properties of glassy As35S65 chalcogenide thin films studied by imaging ellipsometry	Spectroscopic imaging ellipsometry was used to study 50 mu m x 50 mu m squares recorded into glassy As35S65 thin film by electron beam with different exposure doses. Optical constants (refractive index n and extinction coefficient k) of electron exposed areas were determined from imaging ellipsometric data recorded over a spectral range 390-800 nm. Complex dielectric permittivity of each of electron exposed square (glassy As35S65 with different electron exposure dose) was parametrized by a Tauc-Lorentz oscillator. Gradient optical model with the refractive index changing linearly within the layer thickness was used. Evaluation of parameters of Tauc-Lorentz oscillator revealed decrease of energy bandgap, increase of the refractive index in whole recorded spectra (more pronounced at the top of the film) and increase of extinction coefficient in the part of spectra where the material absorbs with the increasing electron exposure dose used for exposure of the squares. The decrease in local disorder with increasing electron exposure dose is quantified from the short wavelength absorption edge onset using a Mott-Davis model. The dependence of the parameters of Wemple-DiDomenico model for the transparent part of the optical constants spectra on electron exposure dose is shown. Thin film with recorded image was subsequently etched in amine based solution in aprotic solvent. While native film was fully etched off the remaining height of the exposed areas is increasing with the increasing electron exposure dose used. Knowledge of the changes of optical properties and etching rates induced by electron beam of different exposure doses can be used for fabricating of optical elements by high resolution electron beam lithography.	Imaging ellipsometry; Optical properties; Chalcogenide glass; Thin films; Micro-structuring

Search

Login for students

Login for employees

Publication detail

Departments

Other Parts

Map

Services

Popular Links