Correlating Optical Microspectroscopy with 4×4 Transfer Matrix Modeling for Characterizing Birefringent Van der Waals Materials

Publikation: Beitrag in FachzeitschriftForschungsartikelBeigetragenBegutachtung

Beitragende

  • Julian Schwarz - , Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (Autor:in)
  • Michael Niebauer - , Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (Autor:in)
  • Maria Koleśnik-Gray - , Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (Autor:in)
  • Maximilian Szabo - , Fraunhofer-Institut für Integrierte Systeme und Bauelementetechnologie (Autor:in)
  • Leander Baier - , Fraunhofer-Institut für Integrierte Systeme und Bauelementetechnologie (Autor:in)
  • Phanish Chava - , Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (Autor:in)
  • Artur Erbe - , Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (Autor:in)
  • Vojislav Krstić - , Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (Autor:in)
  • Mathias Rommel - , Fraunhofer-Institut für Integrierte Systeme und Bauelementetechnologie (Autor:in)
  • Andreas Hutzler - , Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, Forschungszentrum Jülich (Autor:in)

Abstract

Van der Waals materials exhibit intriguing properties for future electronic and optoelectronic devices. As those unique features strongly depend on the materials' thickness, it has to be accessed precisely for tailoring the performance of a specific device. In this study, a nondestructive and technologically easily implementable approach for accurate thickness determination of birefringent layered materials is introduced by combining optical reflectance measurements with a modular model comprising a 4×4 transfer matrix method and the optical components relevant to light microspectroscopy. This approach is demonstrated being reliable and precise for thickness determination of anisotropic materials like highly oriented pyrolytic graphite and black phosphorus in a range from atomic layers up to more than 100 nm. As a key feature, the method is well-suited even for encapsulated layers outperforming state of-the-art techniques like atomic force microscopy.

Details

OriginalspracheEnglisch
Aufsatznummer2300618
Seiten (von - bis)1-10
Seitenumfang10
FachzeitschriftSmall methods
Jahrgang7(2023)
Ausgabenummer10
PublikationsstatusVeröffentlicht - 20 Okt. 2023
Peer-Review-StatusJa
Extern publiziertJa

Externe IDs

PubMed 37462245

Schlagworte

Schlagwörter

  • anisotropy, birefringence, microspectroscopy, thickness determination, transfer matrix method, van der Waals materials

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