Determining the refractive index and the dielectric constant of PPDT2FBT thin film using spectroscopic ellipsometry
Determining the refractive index and the dielectric constant of PPDT2FBT thin film using spectroscopic ellipsometry
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使用光谱椭圆光度法测定 PPDT2FBT 薄膜的折射率和介电常数
DOI：
10.1016/j.optmat.2020.110445
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发表时间：
2020
影响因子：
3.9
通讯作者：
Chen, Maggie Yihong
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Howlader, Chandan;Hasan, Mehedhi;Zakhidov, Alex;Chen, Maggie Yihong
尽管最近PPDT 2FBT聚合物薄膜在光电器件中的应用有所增加，但对这种材料的光色散特性的全面研究是不可用的。利用变角椭圆偏振光谱仪（VASE）在环境条件下研究了PPDT 2FBT薄膜的光学性质。光色散特性的知识对于设计和制造光电器件如太阳能电池、光电探测器和光电二极管是必不可少的。在本研究中，我们使用B样条模型来确定PPDT 2FBT薄膜的介电函数，然后使用Psemi-Tri振荡器来再现介电函数。我们估计薄膜的折射率（n）在2.00和2.15之间，消光系数（k）在632.8nm的波长处在1.14-1.39的范围内。我们进一步验证了估计的光学性质从模型使用直接测量的数量，如透射和吸收数据，使用紫外可见光（UV-Vis）光谱仪和使用表面轮廓仪获得的厚度。此外，我们还利用吸收系数确定了PPDT 2FBT的光学带隙。
Despite the recent increase in PPDT2FBT polymer thin film applications for optoelectronic devices, a comprehensive study of this material's optical dispersion properties is unavailable. The optical properties of the PPDT2FBT thin film is investigated using variable-angle spectroscopic ellipsometry (VASE) at ambient conditions. Knowledge of optical dispersion properties is essential for designing and fabricating optoelectronic devices such as solar cells, photodetectors, and photodiodes. In this research, we determined the dielectric function of PPDT2FBT thin film using the B-spline model and then reproduced the dielectric function using Psemi-Tri oscillators. We estimated the refractive index (n) of the thin film to be between 2.00 and 2.15 and the extinction coefficient (k) to be in the range of 1.14–1.39 at a wavelength of 632.8 nm. We further verified the estimated optical properties from the model using directly measured quantities such as transmission and absorption data obtained using the ultraviolet–visible (UV–Vis) spectrometer and thicknesses obtained using a surface profilometer. In addition, we determined the optical band gap of PPDT2FBT using the absorption coefficient.
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