عنوان

تعیین تجربی ضخامت لایه ی فلزی نازک نقره با استفاده از تحریک امواج سطحی و بررسی تاثیر لایه ی اضافی نازک مس

شماره

‭۱۰۹۷۵پ‬

زبان متن نوشتاري يا گفتاري و مانند آن

per

عنوان اصلي

تعیین تجربی ضخامت لایه ی فلزی نازک نقره با استفاده از تحریک امواج سطحی و بررسی تاثیر لایه ی اضافی نازک مس

نام نخستين پديدآور

/محمدرضا وثوق

نام ناشر، پخش کننده و غيره

: دانشکده فیزیک

نام خاص و کميت اثر

‮‭۹۰‬ص‬

متن يادداشت

چاپی

جزئيات پايان نامه و نوع درجه آن

کارشناسی ارشد

نظم درجات

در رشته فیزیک اتمی و مولکولی

زمان اعطا مدرک

‮‭۱۳۹۰/۱۱/۲۵‬

کسي که مدرک را اعطا کرده

تبریز

متن يادداشت

اغلب وسایل اپتیکی مانند آینه ها و عدسی ها و . . . حاوی یک لایه ی فلزی هستند که روی آنها اندود شده است .خواص اپتیکی نظیر ضریب شکست، میزان جذب و . . . به ضخامت این لایه بستگی دارد .بنابراین، ضخامت این لایه و مهمتر اینکه اندازه گیری آن از مسائل مهم فیزیکی است که دارای روش های متفاوتی میباشد که بسته به سادگی و راحتی و در دسترس بودن این روش ها، تعدادی از آنها کاربرد وسیعی پیدا می کنند .یکی از روش های اندازه گیری ضخامت لایه های فلزی، استفاده از تحریک امواج سطحی می باشد .در این روش با تولید امواج سطحی در مرز مشترک دی الکتریک و لایه ی اندود شده بر روی آن، میتوان ضخامت این لایه را اندازه گیری کرد .همچنین با تعمیم این روش میتوان ضخامت دو لایه ی فلزی اندود شده بر روی دی الکتریک را محاسبه کرد .پلاسمون های سطحی، برانگیختگی دسته جمعی گاز الکترونی در فصل مشترک فلز - دی الکتریک است .نوسان الکترون های سطحی با یک میدان الکترومغناطیسی همبسته است، که در سطح فلز دارای مقدار ماکزیمم میباشد و با دور شدن از سطح، بصورت نمایی میرا میگردد .تحریک نوری از ساده ترین روشها برای مشاهده ی پلاسمون های سطحی در فصل مشترک فلز و دی الکتریک است .با اندازه گیری طیف بازتاب داخلی کلی سیستم، می توان مشخصات اپتیکی، ضخامت لایه ی فلزی و . . . را تعیین نمود .در این تحقیق، جهت محاسبه ی طیف بازتاب کلی از روش ماتریس انتقال استفاده کردیم و با تحریک پلاسمون های سطحی در مرز مشترک یک لایه ی نازک فلزی نقره و یک دیوپتر از نوع دی الکتریک و نتایج بدست آمده توسط روش ماتریس انتقال، از طریق مشاهده ی افت در طیف بازتابندگی در فرکانس ها و زوایای تابشی متفاوت، ضخامت لایه ی نقره را تعیین کردیم .سپس در مرحله ی بعد، با نشاندن یک لایه ی بسیار نازک مس بر روی لایه ی فلزی نقره، نتایج بدست آمده از شبیه سازی و نتایج عملی با یکدیگر مقایسه و بررسی گردید و مشاهده شد که وجود یک لایه ی اضافی میتواند مشخصات فلز را تحت تاثیر قرار دهد .به عبارتی در این حالت تعداد ماتریس انتقال، بیشتر از تعداد ماتریس انتقال در تک لایه خواهد بود که این امر منجر به تغییر در مقدار افت و زاویه ی کمینه خواهد شد .در استفاده از دو لایه ی فلزی، چنین نتیجه گیری شد که مکانیسم غالب بر عهده ی فلزی میباشد که دارای ضخامت بیشتری نسبت به لایه ی دیگر است .مقدار زاویه ی کمینه و همچنین مقدار خطای اندازه گیری شده در ضخامت لایه ها بر اساس ضخامت لایه ای تعیین میشود که در مقایسه با دیگری دارای ضخامت بیشتری میباشد .طیف بازتابندگی مستقل از ترتیب لایه های فلزی نقره و مس میباشد و با افزایش ضخامت لایه ی مسی، طیف بازتابندگی با تقریب بسیار خوبی مشابه با طیف بازتابندگی لایه ی تکی مسی میگردد .با توجه به اینکه اندازه گیری پهنا و عمق مینیمم طیف بازتابندگی، معیاری از اتلاف و شدت تحریک پلاسمون های سطحی در سطح فلز میباشد، این مقادیر برای لایه های فلزی نقره و همچنین دیوپتر اندود شده با دو لایه ی فلزی نقره و مس مورد بررسی قرار گرفت و مشاهده شد که بهترین کوپلاژ بر عهده ی فلز نقره میباشد و با افزودن یک لایه ی نازک مس، مقدار اتلاف و شدت تحریک پلاسمون های سطحی تا حدودی کاهش می یابد که این امر بخاطر تفاوت در مشخصات اپتیکی فلزات نقره و مس میباشد و با افزایش ضخامت لایه ی مسی، مقادیر اتلاف و شدت تحریک نسبت به ضخامت ها ی کم لایه ی مسی، بیشتر میگردد

متن يادداشت

type diopter. Afterwards, the thickness of silver determined by the results obtained by the transfer matrix method and by means of the observed drop in the reflectivity spectrum in different frequencies and incident angles. In the next step, by depositing a very thin layer of copper on a silver metal layer, the results of simulation and experimental results are compared and evaluated with each other. And It was observed that the existence of an additional layer can affect the properties of the metal. In other words, In this case the number of the transfer matrix will be more than the transfer matrix of each layer which will lead to changes in the amount of the drop and minimal angle. In the use of two layers, it was concluded that the metal which has greater thickness is in charge of dominant mechanism. The value of the minimal angle and also the amount of measured error is based on the thickness of the layer which has,in comparison with the other layer,greater thickness. Reflectivity spectrum is independent from the metal layers of silver and copper. By increasing the thickness of the copper layer, the reflectivity spectra ,with a very good approximation ,will be similar to the reflectivity spectra of single layer of copper. By considering the fact that measuring the width and depth of the minimum reflectivity spectrum is a criterion of the loss and the excitation intensity of surface Plasmon in the surface of the metal, this amounts were examined for the silver layers and diopters lined with two layers of silver and copper. It was observed that the silver metal has the best coupling and by adding a thin layer of copper, the amount of the loss and the excitation intensity of surface Plasmon slightly decreases which is because of the difference in the optical properties of silver and copper .By increasing the thickness of cooper layer, the amounts of the loss and the excitation intensity increases in comparison with the low thickness of the copper layer -di electric. Swing of surface electrons is correlated to an electromagnetic field, which has the maximum amount on the surface of the metal and it is exponentially decay as it gets away from the surface. Optical stimulation is one of the easiest methods in order to observe the surface Plasmon in the interface of metal and Di electric. By measurement of Total internal reflection spectrum of the system, optical characteristics, thickness of the layer, etc can be determined. In this paper, we use the transfer matrix metod to calculate the attenuated total reflection and stimulate the surface Plasmon in a thin layer of metallic border of silver and a Dielectric-Most of optical instruments such as mirrors, lenses, etc contain a metal layer lined up on them. Optical characteristics like refractive index, amount of absorption and so on, depend on the thickness of this layer. Therefore, the thickness of this layer and more important than that, its measurement are some of the most significant issues of physics .This layer could be measured in different ways and some of these ways , because of their simplicity and easier accessibility , are being used extensively . One of the ways we can measure the thickness of the metal layer is called Stimulation of Surface Waves. In this method by generating surface waves in common brink of Di Electric and lined up layer, the thickness of the layer can be measured. By distribution of this method, the thickness of two lined up metal layers on Di electric can be calculated as well. Surface Plasmon is a collective stimulation of electronic gas in interface of metal

مستند نام اشخاص تاييد نشده

وثوق، محمدرضا

مستند نام اشخاص تاييد نشده

صفری، ابراهیم، استاد راهنما

مستند نام اشخاص تاييد نشده

روشن‌انتظار، صمد، استاد مشاور

يادداشت عمومي

سیاه و سفید

وضعیت فهرست نویسی

نمایه‌سازی قبلی