[发明专利]一种识别二维三维材料异质结中二维材料层数的光学方法

权利要求书

1.一种识别二维三维材料异质结中二维材料层数的光学方法，其特征在于，所述方法包括：

获取待识别二维/三维材料异质结的光学图像，所述待识别二维/三维材料异质结剥离或生长在衬底结构上，所述光学图像包括所述待识别二维/三维材料异质结的颜色信息；

从颜色厚度对应关系中确定与所述待识别二维/三维材料异质结的颜色信息对应的二维/三维材料异质结厚度；

确定所述二维/三维材料异质结厚度对应的计算图谱，所述计算图谱反映二维/三维材料异质结的颜色随二维材料层数变化的关系；

将所述待识别二维/三维材料异质结光学图像与所述二维/三维材料异质结厚度对应的计算图谱进行比对，确定所述待识别二维/三维材料异质结中二维材料的层数；

其中，所述颜色厚度对应关系以及不同厚度下的计算图谱是基于建立的三层系统反射模型的总反射率和四层系统反射模型的总反射率计算拟合得到的。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，二维/三维材料异质结由三维材料层制备得到且制备得到的二维/三维材料异质结厚度与三维材料层厚度在预定误差范围内，所述方法还包括：

建立所述三层系统反射模型，所述三层系统反射模型包括从下至上依次层叠的基底、电介层和三维材料层；

基于菲涅尔定律确定所述三层系统反射模型的总反射率的表达式，所述三层系统反射模型的总反射率与所述三层系统反射模型中的三维材料层制备得到的二维/三维材料异质结厚度相关；

基于所述三层系统反射模型的总反射率计算得到CIE色彩空间中的三色分量，并转换为与所述三层系统反射模型中的三维材料层厚度相关的RGB参数，拟合得到所述颜色厚度对应关系。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述三层系统反射模型与三维材料层厚度相关的总反射率为：

其中，r₀₂为空气与所述三维材料层之间的相对折射率系数，r₂₃为所述三维材料层与所述电介层之间的相对折射率系数，r₃₄为所述电介层与所述基底之间的相对折射率系数；

其中，r_ij计算公式如下：

其中，r_ij＝r₀₂、r₂₃、r₃₄，n₀为空气折射率设置为1，n₂为所述三维材料层的折射率，n₃为所述电介层的折射率，n₄为所述基底的折射率；

其中，是光路在所述三维材料层的相位移，是光路在所述电介层的相位移公式如下：

其中，λ为光波长，h₂为所述三维材料层的厚度，h₃为所述电介层的厚度，θ₂为光路射入所述三维材料层的入射角，θ₃为光路射入所述电介层的入射角。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

建立所述四层系统反射模型，所述四层系统反射模型包括从下至上依次层叠的基底、电介层和二维/三维材料异质结；

基于菲涅尔定律确定所述四层系统反射模型的总反射率的表达式，在二维/三维材料异质结厚度不变的情况下，所述四层系统反射模型的总反射率与所述二维/三维材料异质结中的所述二维材料层的层数相关；

对于所述四层系统反射模型的二维/三维材料异质结的每一种厚度，基于所述四层系统反射模型的总反射率计算得到CIE色彩空间中的三色分量，并转换为与所述四层系统反射模型中的二维材料层的层数相关的RGB参数，拟合得到对应的二维/三维材料异质结厚度下的计算图谱。