Vakumda buharlaştırma yöntemiyle hazırlanan Cu ve Au yüzeyleri üzerindeki ısısal Cu2O ince filmlerinin optik özellikleri

Abstract

IV ÖZET VAKUMDA BUHARLAŞTIRMA YÖNTEMİYLE HAZIRLANAN Cu ve Au YÜZEYLERİ ÜZERİNDEKİ ISISAL Cu20 İNCE FİLMLERİNİN OPTİK ÖZELLİKLERİ DERİN, Hüseyin Doktora Tezi, Fizik Bölümü Tez Yöneticisi: Prof. Dr. Kayhan KANTARLI Eylül 1997, 128 sayfa Bu çalışmada vakumda buharlaştırma tekniği ve havada ısısal oksidasyon işlemiyle elde edilen Cu20/Cu ve Cu20/Au yapılarındaki Cu20 ince filmlerinin optik özellikleri elipsometrik ve spektrofotometrik yöntemlerle incelendi. Oksidasyon kinetiğinin incelenmesinden 80 - 125°C bölgesindeki oksit büyümesinin parabolik bir davranış gösterdiği bulundu. Cu yüzeyi üzerindeki ısısal oksit filmi büyümesinin hem elipsometrik parametreler ve hemde reflektans ölçümleriyle izlenebileceği gösterildi. 125°C de büyütülen Cu20 ince filrmerirıin görünür bölgedeki tam optiksel karakterizasyonu, farklı iki gelme açısında alman elipsometrik ölçümlerin analiziyle yapıldı. Optik sabitlerin film kalınlığı ile önemli bir değişim göstermediği bulundu. Cu20 'in absorpsiyon katsayısının spektral davranışından belirlenen yasak band genişliği değerinin literatürdeki değerlerle uyumlu olduğu gösterildi. Cu20/Cu ve Cu20/Au yapılan için elde edilen sonuçlar karşılaştırılarak, Cu - Cu20 arayüzeyindeki olası hacım difuzyonu ve pürüzlülüğün, elipsometrik yöntemle yapılan optiksel karakterizasyonu etkilemediği gösterildi. Anahtar kelimeler: İnce filmler, optik özellikler, oksidasyon, elipsometri.

ABSTRACT OPTICAL PROPERTIES OF THIN THERMAL Cu20 FILMS ON VACUUM EVAPORATED Cu AND Au SURFACES DERİN, Hüseyin Thesis of Ph. D. in Science Supervisor : Prof. Dr. Kayhan KANTARLI September 1997, 128 pages In this work, the optical properties of thin Cu20 films in the Cu20/Cu and Cu20/Au structures obtained by the vacuum evaporation technique followed by the thermal oxidation in air, have been investigated using the ellipsometric and spectrophotometric methods. From the investigation of oxidation kinetics, it was found that the oxide growth in the range of 80 - 125°C exhibits a parabolic behaviour. It was shown that the growth of the thermal oxide film on Cu surface can be observed by means of both the ellipsometric parameters and the reflectance measurements. Exact optical characterization in the visible range of the thin Cu20 films grown at 125°C were carried out through the analysis of the ellipsometric measurements taken at two different angle of incidences. It was found that the optical constants do not show an important change with the thickness of the films. The forbidden band gap, determined from the spectral behaviour of the absorption coefficient of Cu20, is consistent with the values reported in the literature. By comparing the results obtained for the Cu20/Cu and Cu20/Au structures, it was shown that the possible volume diffusion and roughness in the Cu - Cu20 interface do not affect the optical characterization, performed by the ellipsometric method. Key words : Thin films, optical properties, oxidation, ellipsometry.