عادةً ما يتم قياس سُمك الفيلم باستخدام تقنيات مختلفة، وأكثرها شيوعاً هي الطرق الميكانيكية مثل قياس سمك القلم وقياس التداخل. وتعتمد هذه الطرق على مبدأ التداخل لقياس السُمك الذي يتضمن تحليل الضوء المنعكس من الواجهات العلوية والسفلية للفيلم. ويُعدّ السُمك أمرًا بالغ الأهمية لأنه يؤثر على الخصائص الكهربائية والبصرية والميكانيكية والحرارية للفيلم، ويتراوح بين بضعة نانومترات وميكرونات.
الطرق الميكانيكية:
-
قياس ملامح القلم: تتضمن هذه الطريقة المسح الفيزيائي للقلم عبر سطح الفيلم لقياس فروق الارتفاع، والتي تتوافق مع السُمك. وتتطلب وجود أخدود أو خطوة بين الفيلم والركيزة، والتي يمكن إنشاؤها عن طريق إخفاء أو إزالة أجزاء من الفيلم أو الركيزة.
-
قياس التداخل: تستخدم هذه التقنية أنماط التداخل الناتجة عن الموجات الضوئية المنعكسة من الأسطح العلوية والسفلية للفيلم. وتتطلب سطحًا عاكسًا للغاية لرصد أطراف التداخل بوضوح. يتم تحديد السُمك من خلال تحليل هذه الأهداب التي تتأثر بفرق المسار البصري بين الحزمتين المنعكستين.
اختيار تقنية القياس:
يعتمد اختيار تقنية القياس على عوامل مثل شفافية المادة، والمعلومات الإضافية المطلوبة (مثل معامل الانكسار، وخشونة السطح، وما إلى ذلك)، وقيود الميزانية. على سبيل المثال، إذا كان الفيلم شفافًا وضمن نطاق سمك يتراوح بين 0.3 و60 ميكرومتر، يمكن استخدام مقياس الطيف الضوئي بفعالية.أهمية السُمك:
سمك الأغشية الرقيقة أمر بالغ الأهمية لأنه يؤثر بشكل مباشر على خصائصها. وفي المواد النانوية، حيث يمكن أن تكون السماكة صغيرة مثل بضع ذرات، فإن القياس الدقيق ضروري لضمان الوظيفة والأداء المطلوبين. وتستخدم الصناعات هذه القياسات لتحسين تصميم المنتج ووظائفه، مما يجعل قياس السُمك الدقيق جانبًا حيويًا في عمليات التصنيع.
الخلاصة:
