反射率と波長について

質問

SiO2膜に192[nm]～1100[nm]の波長の光をあて反射率を測定しました。
すると波長が大きいなるにしたがって全体的に反射率は減少しながら振動する傾向が見られましたなぜこうなるのでしょう。
波長が大きいほど屈折率が大きいのがなにか関係あるのでしょうか？
どうぞよろしくお願いします。

回答No.7

noname#17230 · ベストアンサー

> 今回はSiO2膜の下地はSiです。

じゃ、基本的に反射スペクトルの形は、

　　　http://www.angstec.com/sr.html#4

ですね。

> 全体的に反射率は減少しながら振動する傾向

おっしゃっているのが、反射率ピーク（極大）を連ねた包絡線のことだとすると、
屈折率がSiO2<SiでかつSiO2に吸収はないので、反射率ピークにおける反射率は
その波長でのSiのみの対空気の表面反射率そのものです。Siの屈折率は約360nm
以上では波長が長くなるほど小さくなります。そのため、このSiO2/Siの反射スペクトル
は「波長が長くなると共に減少しながら振動する」という形になります。

逆に「反射スペクトルの谷（Valley：極小）」を連ねた包絡線の変化をおっしゃっている
のだとすれば、こちらはAir/SiO2の屈折率比とSiO2/Siの屈折率比の大小関係に
よって決まります。SiO2は全体に波長変化が小さいのに対して、Siは長波長で屈折率
が小さくなっていくので、反射スぺクトルの山-谷の切れ込みは長波長ほど深くなって
いき、そのため谷の反射率もだんだん低くなっていきます。

これで回答になっていますでしょうか？

お礼

重ね重ね丁寧なご説明ありがとうごさいます。
よくわかりました。

回答No.6

noname#17230

No.5で忘れ物。

そうそう、「下地が何か」も「情報無し」でしたね。

補足

ご丁寧にありがとうございます。
今回はSiO2膜の下地はSiです。
あつ反射率の測定はAlの反射率をベースとして測定しました。
返事が遅くなって申し訳ないです。

回答No.5

noname#17230

もう何が何だか分からないほど混乱していますね。

少し整理してさしあげましょうか？

　(1) SiO2の屈折率ｎは波長が短いほど大きく、波長が長いほど小さい。
　　　吸収係数ｋはほとんどの波長域で無視でき、k=0として差し支えない。
　　　http://www.sci-soft.com/include/FilmTe2.gif
　(2) バルクの表面反射率（フレネル反射）は屈折率ｎで決まるので、
　　　ｎが波長の関数であるなら（つまりｎに波長分散があるなら）反射率
　　　は当然波長に依存して異なる値を取る。
　(3) 分光光度計での反射率測定結果の表現には下記の３種類がある。
　　　　a) 絶対反射率（試料に入射する光の全量を100%Rとする。専用の
　　　　　アクセサリが必要）
　　　　b) 単純な相対反射率（同一測定系で予めAlミラーなどの参照面を
　　　　　ベースラインとして測定し、それを各波長での100%Rの基準とする）
　　　　c) 膜無し基板で補正した反射率（同一測定系で膜有りと膜無しの
　　　　　基板を測定し、膜有り÷膜無しの比を反射スペクトルとする）
　(4) SiO2をSiO2より屈折率の大きい下地（Si基板など）上に成膜して
　　　反射スペクトルを測定すると波長変化に連れて反射率は振動波形を
　　　示す。例えば、反射スペクトルは下記のようになる。
　　　http://www.angstec.com/sr.html#4
　(5) 今、SiO2膜の膜厚は305nm（=3050Å）である。
　(6) 192[nm]～1100[nm]の波長の光をあて反射率を測定した。
　　　（このときの縦軸が上記のa)～c)のどれかは情報無し）
　(7) 波長が長くなるに従って全体的に反射率が減少しながら振動する
　　　傾向が見られた。これはなぜか？

というところでしょうか。

回答No.4

kawauso3go

tochitochiさん、こんにちは。

補足説明で「反射率は表面反射率の測定です。」とおっしゃっていますが、
表面反射率の測定ということでしたら、わざわざSiO2を膜厚の制御をしてまでコーテ
ィングしなくてもSiO2基板に光をあてれば良いわけです。
↓御参考
・光の反射
http://www.mgkk.com/products/01_kougaku/guide/5/5coating_3.html

tochitochiさんが測定されたのは、何らかの基板に反射防止膜としてSiO2をコーティ
ングした際の反射率だと思われます。
↓御参考
・単層の減反射コーティング
http://www.mgkk.com/products/01_kougaku/guide/5/5coating_4.html

回答No.3

noname#17230

No.1の者です。

> 波長が大きいほど屈折率が大きいのがなにか関係あるのでしょうか？

合っていますか？

私の記憶違いだったでしょうか？

SiO2の屈折率は、

　　　n=1.52@248nm→n=1.47@365nm→n=1.46@633nm→・・

と「波長が大きい（長い）ほど屈折率は小さく」なるのだと思いましたが。

http://www.ioffe.ru/SVA/NSM/nk/Oxides/Gif/sio2.gif
（ただし横軸eV∝波長の逆数）

それと「反射率」ですが、これも「絶対反射率」なのか、「何をReferenceとした相対反射率」なのか、はっきりしないと．．．

補足

反射率は表面反射率の測定です。
あとSiO2膜の膜厚は305nmです。

回答No.2

walkingdic

その振動の周期から膜厚を知ることが出来ます。

あとは考えてみて下さい。

回答No.1

noname#17230

> SiO2膜に192[nm]～1100[nm]の波長の光をあて反射率を測定しました。

「何の下地」の上にあるSiO2を測定したのかを書かないと正しいレスは
できませんよ。　（って既にヒントになってしまったかも）

兎も角、補足されるのがよろしいかと存じます。