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46 Kapitel 3: Experimentelle Methoden
ihrer Messung auf die dielektrische Funktion eines Materials zurück geschlossen
werden kann, ist diese Art der optischen Untersuchung ein mächtiges und bedeutsames
Werkzeug in der optischen Charakterisierung. Im Rahmen dieser Arbeit ist
insbesondere die Abhängigkeit des Brechungsindexes von der Wellenlänge von
Bedeutung, da der Brechungsindex der Schichten ein wesentlicher Parameter in
Simulationen von Solarzellen darstellt [141]. Dazu wird die Probe mit monochromatischem
und polarisiertem Licht unter einem Einfallswinkel ϕ bestrahlt. Das
Ellipsometer bestimmt dann anhand der ellipsometrischen Winkeln Δ und Ψ die
Änderung des Polarisationszustandes auf Grund der Reflexion des Lichts an der
Probe. Hierbei kommt die Amplitudendämpfung durch den Winkel Ψ und die
Phasenverschiebung durch den Winkel Δ zum Ausdruck. Durch ein Anpassen
entsprechender Schichtmodelle (Einfügen von Oszillatoren, z. B. harmonischen
Oszillatoren) wird die dielektrische Funktion des Materials bestimmt. Im IEF-5
wird zur Untersuchung der Schichteigenschaften das phasenmodulierte Ellipsometer
UVISEL der Firma Horiba verwendet. Es arbeitet in einem Energiebereich
zwischen 0,75 eV und 5,00 eV bei einer Auflösung von 5 · 10 −3 eV. Eine ausführliche
Beschreibung des Aufbaus und der Messmethodik ist in den Ref. [142, 143]
zu finden.
Winkelaufgelöste Spektroskopie
Streuwinkelauswertungen aus NSOM-Messungen im Nah- und Fernfeld sowie
aus Topographiedaten werden mit Ergebnissen aus der winkelaufgelösten
Spektroskopie (ARS 11 ) verglichen. Für die ARS-Messungen steht ein FT-IR Spektrometer
der Firma BRUKER zur Verfügung. Die Probe wird wiederum von
der Seite des Glassubstrats aus mit einer Lichtquelle mit einem breiten Spektrum
beleuchtet, um alle Wellenlänge der NSOM-Messungen zu erfassen. Das
transmittierte Licht wird durch eine Photodiode, die sich auf einem beweglichen
Arm befindet, gemessen. Während einer Messung wird die Photodiode
in 1,8 ◦ Schritten um die Probe herum bewegt. An jeder Winkelposition wird
ein Transmissionsspektrum zwischen 400 nm und 1000 nm aufgenommen. Für
die winkelaufgelöste Streuung einer speziellen Wellenlänge muss aus jedem
Spektrum die gewünschte Wellenlänge entnommen werden. Unter der Annahme,
dass das Streuverhalten der Schicht axialsymmetrisch ist, kann aus der Messung
in der Ebene auf das Streuverhalten im gesamten Raum geschlossen werden. Eine
anschließende Auftragung der normierten Intensität gegen den Winkel liefert die
winkelaufgelöste Streuung.
3.3 Probenpräparation / -aufbau
Im diesem letzten Abschnitt des Kapitels werden zunächst die untersuchten
Dünnschichtsysteme beschrieben. Des Weiteren wird eine Präparation der Pro-
11 engl. angular resolved scattering