[发明专利]一种测量二维薄膜材料复折射率谱的方法

摘要

一种测量二维薄膜材料复折射率谱的方法，包括：测量所述样品的反射光谱，包括覆盖有二维材料区域的反射光谱和没有覆盖二维材料区域的反射光谱，利用二位薄膜材料在衬底上的衬度公式，得到二维薄膜材料的衬度谱；改变透明介质厚度，得到不同透明介质厚度下的衬度谱；在固定照明波长下通过多层薄膜反射光强的理论公式拟合衬度与透明介质厚度的关系获得二维薄膜材料的复折射率参数；改变照明波长，最终获得二维薄膜材料的复折射率谱。该方法具有空间分辨率高、测量范围宽、重复性好、成本低等优点。避免了传统椭偏仪和filmetrics测量方法不适用于新型小尺度二维材料的缺点，在以二维薄膜材料为功能单元的新型器件设计与制备方面有广泛的应用前景。

主权项

一种测量二维薄膜材料复折射率谱的方法，其特征是，包括如下步骤：1)在衬底上生长二维薄膜材料或者转移二维薄膜材料到衬底上，保证样品干净；2)将带有二维薄膜材料的衬底置于光学显微镜之下，采用白光光源反射照明方式，结合光纤耦合输出对目标区域进行光谱测量，分别获得样品上有二维薄膜材料和没有二维薄膜材料处的反射光谱；3)利用二位薄膜材料在衬底上的衬度公式对获得的反射光谱进行处理，得到二维薄膜材料衬度谱，衬度公式如下：$C\left(\mathrm{\λ}\right)=\frac{I_0\left(\mathrm{\λ}\right)-I_1\left(\mathrm{\λ}\right)}{I_0\left(\mathrm{\λ}\right)+I_1\left(\mathrm{\λ}\right)}---\left(1\right)$式中，I₁(λ)和I₀(λ)分别表示有二维薄膜材料处和没有二维薄膜材料处的反射光强度；4)用具有不同透明介质厚度的衬底重复步骤1)至3)多次，得到不同入射波长下衬度与透明介质厚度的关系曲线；5)在固定入射波长下，采用多层薄膜干涉的理论模型对所述的样品结构进行计算，得到以二维薄膜材料折射率实部、虚部和透明介质层厚度为自变量的衬度的表达式；6)用该表达式对测得的衬度与介质厚度的关系曲线进行拟合，得到该波长下二维薄膜材料的复折射率；改变入射波长，得到整个测量波段下该二维薄膜材料的复折射率谱。