elipsometro

O que é um elipsômetro ?

Elipsometria é uma técnica óptica que permite a medida da espessura e as propriedades ópticas de filmes extremamente finos ou camadas de um material. As propriedades mensuráveis são o índice de refração (ou quanto a luz é desviada) e a magnitude da absorção de luz, ou seja, do chamado coeficiente de absorção.
O equipamento para a realização destas medidas é o elipsômetro. O princípio de funcionamento de um elipsômetro está baseado na irradiação (com um fonte de luz muito bem definida) de um material e a posterior captura de sua reflexão. Os modernos elipsômetros fazem uso de lasers como fontes de luz. Geralmente é utilizado o laser de He-Ne (Hélio-Neônio).
O feixe de luz passa primeiramente através de um polarizador, de modo que somente a luz orientada numa direção bem conhecida pode prosseguir. Esta, em seguida, passa através de um dispositivo denominado compensador, cuja finalidade é polarizar elipticamente o feixe de luz. Só então a luz remanescente atinge o material sob estudo.
A análise é feita considerando a Lei de Snell que diz que quando um feixe de luz interage com um material, parte dele será refletido imediatamente e parte atravessará o material, antes da reflexão. Através da medida da diferença entre duas reflexões, a espessura do material poderá ser determinada. A luz refletida também sofre uma mudança na polarização, de tal sorte que esta é usada para calcular o índice de refração e o coeficiente de absorção.

Os dados de elipsometria dependem do índice de refração do meio ambiente (ar), do (s) filme (s), substrato e espessura do filme (s).

Créditos: University of Colorado

Para que um elipsômetro trabalhe adequadamente, o material sob exame precisa satisfazer certas propriedades físicas. A amostra precisa ser composta de um número pequeno de camadas bem definidas. As camadas devem ser opticamente homogêneas, ter estrutura molecular idêntica em todas as direções e refletir quantidades significativas de luz.