Spektroskopisches Müller-Matrix Ellipsometer

• Subject Area: Condensed Matter Physics
• Term: Funded in 2015
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 278025484

• Final Report Year: 2019

Final Report Abstract

Das Müller-Matrix Ellipsometer ermöglicht die schnelle, eindeutige, annahmefreie und genaue Bestimmung des optischen Verhaltens sehr unterschiedlicher Proben. Wir konnten die Zusammenhänge zwischen der mikroskopischen Struktur komplexer Proben unabhängig von ihrer Art, Streuung, Homogenität oder Isotropie über einen breiten Spektralbereich und den gesamten k-Raum) bestimmen. So konnte beispielsweise der zirkulare Dichroismus von Linien metallischer Nanopartikel bestimmt werden oder die Charakterisierung der Depolarisierungseigenschaften von stark streuenden Medien. Darüber hinaus ermöglichen Depolarisationsinformationen auf quadratischen Anordnungen von metallischen Nanopartikeln, die Bestimmung kleiner Fertigungsfehler und können daher ein Werkzeug der Wahl für die Charakterisierung von kritischen Dimensionen in Lithographieverfahren sein. Die temperaturabhängige Charakterisierung des Phasenübergangs in Vanadium-Dioxid-Proben war mit dem System ebenso möglich, wie die Charakterisierung von kolloidalen Gemischen mit der Durchflusszelle des Systems. Das Ellipsometer ermöglicht beispielsweise die Unterscheidung zwischen Polarisationseffekten aufgrund optischer Aktivität und solchen aufgrund von Anisotropie oder räumlicher Dispersion. Nur die Möglichkeit, alle 16 Elemente der MM zu messen, gibt Auskunft darüber, ob es bei komplexen Proben Abhängigkeiten in bestimmten Elementen der MM gibt, wie z.B. inhomogene, stark streuende Proben. Darüber hinaus ist die Qualität der Ellipsometrie-Software entscheidend für die Analyse der Daten und die Extraktion genauer Dielektrizitätsfunktionen mit der Flexibilität, unkonventionelle Modelle zu erstellen. Der höhere Durchsatz durch den Einsatz einer CCD-Zeile anstelle eines Monochromators ermöglicht die Untersuchung zeitabhängiger Phänomene mit höherer spektraler und winkelmäßiger Auflösung. Das Gerät hat dem Institut viele neue und interessante physikalische Fragestellungen ermöglicht.

Publications

• Ellipsometric characterization of doped Ge_095Sn_005 films in the infrared range for plasmonic applications. Optics Letters, 41(18), 4398.
  Augel, L.; Fischer, I. A.; Hornung, F.; Dressel, M.; Berrier, A.; Oehme, M. & Schulze, J.
  
• Large-Area Two-Dimensional Plasmonic Meta-Glasses and Meta-Crystals: a Comparative Study. Plasmonics, 12(5), 1381-1390.
  De Zuani, Stefano; Rommel, Marcus; Vogelgesang, Ralf; Weis, Jürgen; Gompf, Bruno; Dressel, Martin & Berrier, Audrey
  
• Spectroscopic Investigations of Metallic Nanostructures towards Percolation
  Stefano De Zuani
  
• Optical critical points of SixGe1−x−ySnyalloys with high Si content. Semiconductor Science and Technology, 32(12), 124004.
  Fischer, Inga A.; Berrier, Audrey; Hornung, Florian; Oehme, Michael; Zaumseil, Peter; Capellini, Giovanni; von den Driesch, Nils & Schulze, Jörg
  
• Physical interpretation of Mueller matrix spectra: a versatile method applied to gold gratings. Optics Express, 25(6), 6983.
  Wang, Meng; Löhle, Anja; Gompf, Bruno; Dressel, Martin & Berrier, Audrey
  
• Revealing plasmonic effects of one-dimensional periodic structures through Mueller matrix spectroscopic ellipsometry
  Meng Wang
  
• Microscopic nature of the asymmetric hysteresis in the insulator-metal transition of VO2 revealed by spectroscopic ellipsometry. Applied Physics Letters, 113(20).
  Voloshenko, Ievgen; Kuhl, Florian; Gompf, Bruno; Polity, Angelika; Schnoering, Gabriel; Berrier, Audrey & Dressel, Martin
  
• On the depolarization in granular thin films: a Mueller-matrix approach. Journal of the Optical Society of America A, 35(2), 301.
  Gompf, Bruno; Gill, Maximilian; Dressel, Martin & Berrier, Audrey
  
• Pure circular dichroism by curved rows of plasmonic nanoparticles. Optical Materials Express, 8(6), 1515.
  Wang, Meng; Gompf, Bruno; Dressel, Martin; Destouches, Nathalie & Berrier, Audrey
  
• Tuning the second harmonic generation of self-generated metallic islands. AIP Advances, 8(7).
  Konzelmann, Annika; Charaya, Hemant; Gompf, Bruno; Dressel, Martin & Berrier, Audrey
  
• Ellipsometric characterization of thin films and nanostructures
  Ievgen Voloshenko
  
• Mueller matrix metrology: Depolarization reveals size distribution. Applied Physics Letters, 115(6).
  Voloshenko, Ievgen; Gompf, Bruno; Berrier, Audrey; Dressel, Martin; Schnoering, Gabriel; Rommel, Marcus & Weis, Jürgen