一种二维材料层数快速识别方法及设备技术

本发明专利技术公开了一种二维材料层数识别方法，首先，将椭圆偏振光以基底布鲁斯特角入射到待测样品表面，探测得到反射光偏振信息，进而得到椭偏参数；然后将椭圆偏振光以基底的布鲁斯特角入射到空白基底表面，探测得到出射光偏振信息，得到椭偏参数；最后由上述测量数据计算得到椭偏参数的对比度，将仿真得到的对比度曲线峰值理论值和实测值进行比较，判断二维材料的有无和层数。该方法可以实现对二维材料层数的快速识别，原理简单，易于操作。

A fast recognition method and equipment for two dimensional material layer

The invention discloses a two-dimensional material layer number recognition method. Firstly, the elliptically polarized light is incident on the surface of the sample on the surface of the sample, and the polarization information of the reflected light is detected, then the ellipse parameter is obtained. Then the elliptically polarized light is taken with the Brewster angle of the base to the blank base surface, and the detection is obtained. The parameters of ellipsometry are obtained by the polarization information of light. Finally, the contrast degree of ellipsometry is calculated by the above measured data. The comparison of the theoretical value of the peak value of the contrast curve and the measured value is made to determine the number and the number of the two dimensional materials. This method can quickly identify the number of layers of two-dimensional materials, and the principle is simple and easy to operate.

【技术实现步骤摘要】
一种二维材料层数快速识别方法及设备
本专利技术属于二维材料测量表征领域，更具体地，涉及一种二维材料层数识别方法，适用于多种基底上二维材料层数的快速精确定量识别。
技术介绍
2004年由英国科学家制备出单原子层材料石墨烯后，二维材料凭借其优异的光电性能受到研究人员的广泛关注。二维材料是指由一个或几个原子层构成的薄膜材料，包括石墨烯、过渡金属硫化物、部分金属(氢)氧化物、黑磷、钙钛矿材料以及由二种及以上二维材料构成的异质结结构等。凭借超小的几何尺寸及优异的光学电学性能，二维材料在传感器制造、晶体管的超大规模集成等众多领域有着广阔的应用前景。二维材料的层数对其物理、电学等特性有很大影响。例如，单层二硫化钼(MoS2)是直接带隙半导体，但是当其层数大于2层时，MoS2变为间接带隙半导体；从块状材料到单层材料，黑磷的带隙在0.3-1.8eV间变化。同时，二维材料的层数在目前的制备工艺水平下很难准确控制。例如采用微机械剥离方式制备的二维材料样品呈鳞片状，不同区域的二维材料层数不同。此外，通过原子层沉积、磁控溅射、CVD等方式制备的二维材料，由于易受外界环境及生长工艺等因素影响，层数和均匀性难以准本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种二维材料的层数识别方法，其特征在于，根据选定的入射光波长λ的波长范围确定布鲁斯特角范围，将入射角θ设定为布鲁斯特角，通过仿真得到不同层数的目标二维材料样品在布鲁斯特角范围内的椭偏参数的理论对比度

【技术特征摘要】
1.一种二维材料的层数识别方法，其特征在于，根据选定的入射光波长λ的波长范围确定布鲁斯特角范围，将入射角θ设定为布鲁斯特角，通过仿真得到不同层数的目标二维材料样品在布鲁斯特角范围内的椭偏参数的理论对比度测量目标二维材料的样品在布鲁斯特角范围内的椭偏参数的实测对比度将与相比较，识别出目标二维材料的层数。2.如权利要求1所述的一种二维材料的层数识别方法，其特征在于，实测对比度的峰值与某一层数的理论对比度的峰值差别在±δ％范围内时，视为实测对比度与该层数的理论对比度相匹配，从而确定目标二维材料的层数，判断公式如下：其中，δ＜50。3.如权利要求1或2所述的一种二维材料的层数识别方法，其特征在于，获得理论对比度实测对比度的方法如下：对目标二维材料以及包含目标二维材料的样品中的空白基底分别进行仿真计算得到对应椭偏参数WiT(λ,θ)和其中二维材料的层数记为i，i＝1,2,3,……，则理论对比度如下：测量包含目标二维材料的样品和空白基底的椭偏参数数据WiM(λ,θ)和则实测对比度如下：4.一种二维材料的层数识别方法，其特征在于，包括如下步骤：第1步：确定测量入射角范围Θ，公式如下：其中，θB为目标二维材料基底的布鲁斯特角，n0为目标二维材料周围介质的折射率，ns为目标二维材料基底的折射率，λ为入射光真空波长；将入射光真空波长λ的范围代入上式，获得目标二维材料基底的布鲁斯特角的最小值θBmin和最大值θBmax，进而确定入射角范围为Θ＝[θBmin,θBmax]；第2步：对目标二维材料样品建立多膜层堆叠光学模型；利用传输...

【专利技术属性】
技术研发人员：谷洪刚，祝思敏，刘世元，宋宝坤，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42