強度分佈傳遞方程在穿透式電鏡相位分佈影像之應用

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研究生：	徐筱雯 Hsiao-Wen, Hsu
論文名稱：	強度分佈傳遞方程在穿透式電鏡相位分佈影像之應用 The Application of Phase Image Using Transport-of-Intensity Equation in Transmission Electron Microscope
指導教授：	開執中陳福榮
口試委員:
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	原子科學院 - 工程與系統科學系 Department of Engineering and System Science
論文出版年：	2004
畢業學年度：	93
語文別：	中文
論文頁數：	72
中文關鍵詞：	強度分佈傳遞方程TIE 、相位回復、最大熵解捲法、p-n接面內位能、p-n接面載子濃度、氧化鎂內位能
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在本論文研究中，利用相位攜帶材料訊息的特點應用p-n接面二維空間摻雜區域的擴散分析和摻雜區域位能之估計方面上，於是利用非干涉式的成像方法，即強度分佈傳遞方程來處理相位回復的問題。
□ 首先利用TIE/MEM相位回復技術應用在估計氧化鎂(MgO)的內位能方面，得到氧化鎂之平均內位能為＝13.86 eV，這個結果與電子全像術的結果：13.01 eV非常接近；同時與理論計算的結果也很符合，成功證明了TIE/MEM相位回復方法確實可以應用在相位定量的方向上，於是繼續把這個技術應用在p-n接面上。在佈植磷（P）的空白（blanket^試片中，經過運算後的相位分佈圖，其摻質擴散區域的深度約為30-40nm，其結果與佈植理論值是非常符合。
□ 經過氧化鎂與空白試片的實驗，證明TIE/MEM方法確實在相位回復工作上有不錯的結果。於是利用TIE/MEM相位回復技術應用在n-MOS試片中。分析n-MOS試片分析TIE/MEM經過運算後的相位分佈圖，其摻質擴散分佈區域明顯可見，摻雜擴散區域深度約為35nm。其結果與SIMS量測資料是非常符合。而摻質區域所造成的位能變化為0.91 eV，根據電子全像術相關文獻，兩者的實驗結果非常接近。
□ 透過上述實驗，成功的將成像平面所記錄下的影像強度，利用強度傳遞方程透過最大熵法解捲得到在成像平面上的相位。利用相位分佈訊息，可以反應材料結構，如獲得摻質擴散區域，也可以應用在材料定量方面，如材料的內位能。這種相位回復技術已經i以得到和電子全像術相同的結果，且沒有電子全像術的缺點，於是TIE/MEM相位回復技術在電子顯微鏡應用上，應該會有很大的空間進步與發展。

                     □□□□□□□□□□    頁次
目錄……………………………………………………………………..Ⅰ
表目錄…………………………………………………………………..Ⅳ
圖目錄…………………K……………………………………………..Ⅴ
一、    前言……………………………………………………………….1
二、    研究動機………………………………………………………….3
□ 2.1波相位的物理意義及相位問題……………………………… 3
       2.1.1實空間的相位問題………………………………………4
       2.1.2倒空間的相位問題………………………………………5
    2.2實空間中與相位有關的物理現象…………………………….7
    2.3相位回復方法………………………………………………….7
       2.3.1電子全像術以及離軸電子全像術(Off-axis Electron □□□□□    Holography)………………………...…………………....8
       2.3.2相位板……………………………………………………10
       □2.3.2.1薄膜式相位板……………………………………....10
          2.3.2.2電磁透鏡式相位板………………………………...11
    2.4研究試片之選定與目的……………………………………….12
       2.4.1氧化鎂材料之選定………………………………………12
       2.4.2 p-n junction試片之選定………………………………...12
三、    實驗步驟與分析方法……………………………………………21
3.1相位回復……………………………………………………….21
  3.1.1強度分佈傳遞方程（Transport of Intensity Equation, TIE）推導……………………………………………………..22
□.1.2強度分佈傳遞方程的Poisson形式……………………24
  3.1.3最大熵解捲法(Maximum Entropy De¬-Convolution Method)求強度傳遞方程近似解………………………25
  3.1.4最大熵解捲法(Maximum Entropy De¬-Convolution Method)…………………………………………………27
3.2相位回復傳遞演算法( propagation)（The phase retrieval by
using The Iterative approach method）………………………30
    3.3材料內位能與相位關係式………………………………….....33
    3.4分析設備…………………………………………………….....34
       3.4.1穿透式電子顯微鏡（Transmission electron microscope, TEM）…………………………………………………...34
       3.4.2試片厚度分析……………………………………………34
四、    實驗結果與討論…………………………………………………40
4.1氧化鎂(MgO)內位能之估計…………………………………..40
4.1.1氧化鎂材料試片製備…………………………………...40
4.1.2氧化鎂晶粒之觀測……………………………………...40
4.1.3氧化鎂相位回復過程與觀察…………………………...41
4.1.4氧化鎂平均內位能之估計……………………………...42
    4.2 MOSFET元件p-n接面摻雜擴散分析和摻雜濃度之推斷….45
       4.2.1摻雜擴散試片製備………………………………………45
       4.2.2摻雜擴散試片相位回復與觀察…………………………46
       4.2.3 p-n junction佈植區域平均內位能之推斷……………...47
五、    結論………………………………………………………………67
六、    未來方向…………………………………………………………69
七、    參考文獻…………………………………………………………70

                                

[1] H. Benson, ‘University Physics ‘(Revised Edition), 1995
[2] Randy Harris, ‘Nonclassical Physics’(1998)
[3] J. C. H. Spence , ‘Experimental High-Resolution Electron Microscopy’
[4]M. F. C. Ladd and R. A. Palmer : ‘Theory and practice of direct methods in crystallography(1980)’
[5] Woolfson, M. M. : ’.Direct methods in crystallograph(1980)’
[6] CATICHA A, CATICHAELLIS S, PHYSICAL REVIEW B 25 (2) (1982) 971-983
[7] CATICHA A, CATICHAELLIS S, AIP CONFERENCE PROCEEDINGS
[8] J.J. Sakurai ; San Fu Tuan : ‘Modern quantum mechanics(1985)’
[9] E. J. Kirkland, B. M. Siegel, N. Uyeda and Y. Fujiyoshi, Ultramicroscopy 17 (1985) 87
[10] H. Lichte and B. Freitag , Ultramicroscopy 81 (3-4) (2000) 177
[11 David B. Williams, C. Barry Carter : ‘Transmission electron microscopy’
[12]J. M. Cowley, J. C. H. Spence, ‘Introduction to Electron Holography’ 17-56
[13] D. Paganin and K. A. Nugent, Phys. Rev. Lett. 80 (1998) 2586
[14] F.Zernike.Z.Tech.Phys.59 (1935) 454
[15] R.Danev, K.Nagayama, Ultramicroscopy 88(2001) 243
[16] T.Matsumoto, A.Tonomura, Ultramicroscopy 63(1996) 5
[17]D. Paganin and K. A. Nugent, Phys. Rev. Lett. 80 (1998) 2586
[18] T. E. Gureyev, A. Roberts, and K. A. Nugent, J. Opt. Soc. Am. A 12 (1995) 1942
[19] T. E. Gureyev, A. Roberts, and K. A. Nugent, J. Opt. Soc. Am. A 13 (1996) 1670
[20] T. E. Gureyev, and K. A. Nugent, Opt. Commun.133 (1997) 339
[21] K. A. Nugent, T. E. Gureyev, D. F. Cookson, D. Paganin, and Z. Barnea, Phys. Rev. Lett. 77 (1996) 2961
[22] T. E. Gureyev, C. Raven, A. Snigirev, I. Snigirev, and S. W. Wilkins, J. Phys. D 32 (1999) 563
[23] Brendan E. Allman, Philips J. McMahon, Justine B. Tiller, Keith A. Nugent, David Paganin, Anton Barty, J. Opt. Soc. Am. 14 (2000) 1732
[24] S. Bajt, A. Barty, K. A. Nugent, M. McCarteny, M. Wall, and D. Paganin, Ultramicroscopy, 83 (2000) 67
[25] Y. M. Zhu, V. V. Volkov, M. De Graef, J. Electron Microscopy, 50 (2001) 447
[26] M. De Graef, Y. M. Zhu, J. Appl. Phys. 89 (2001) 7177
[27] L. J. Allen, H. M. L. Faulkner, M. P. Oxley, D. Paganin, Ultramicroscopy 88 (2001) 85
[28] B. E, Allman, P. J. McMahon, K. A. Nugent, D. Paganin, D. L. Jacobson, M. Arif, and S. A. Werner, Nature 408 (2000) 158
[29] M. R. Teague. J. Opt. Soc. Am. 73 (1983) 1434
[30] D. Paganin and K. A. Nugent, Phys. Rev. Lett. 80 (1998) 2586
[31] C. R. Gpnzalez and E. R. Woods, Digital Image Processing, 1993 (Addison Wesley)
[32] S. F. Gull and G. J. Daniell, Nature 272 (1978) 686
[33] B. R. Frieden and A. Bajkova, Applied Optics 33 (1994) 219
[34] N. Agmon, Y. Alhassid and R. D. Levine, J. Comp. Phys, 30 (1979) 250
[35] R. Wilczek and A. Drapatz, Astron. Astrophys. 142 (1985) 9
[36] L. J. Allen, M. P. Oxley, Optics Communication 15(2001)65
[37] L. J. Allen, W. McBride, M. P. Oxley, Optics Communication 233(2004)77-82
[38] Wen-Kuo Hsieha, Fu-Rong Chena, Ji-Jung Kaia, A.I. Kirkland,
Ultramicroscopy 98 (2004) 99–114
[39]L. Reimer,’Transmission electron Microscopy’ 2nd. Ed.(1989)
[40]Edgar Volkl, Lawrence F. Allard, David C. Joy, ‘Introduction to Electron Holography’
[41]M. Gajdardziska-Josifovska, M.R. McCartney, W.J. de Ruijter, David J. Smith, J.K. Weiss, Ultramicroscopy 50 (1993) 285–299
[42] M.R. McCartney, David J. Smith, Appl. Phys. Lett. 65(1994)2603
[43]Zhouguang wang, Takeharu Kato, Noriyoshi Shibata, and Tsukasa Hirayama, App. Phys. Lett. 81(2002)478
[44]W.D. Rau, P. Schwander, F.H. Baumann, W. Hoppner, and A.Ourmazd, Phys. Rev. Lett. 82(1999)2614
[45] P.S. Chakraborty, M.R. McCartney, Jing Li, C. Gopalan, U. Singisetti, Physica E 19(2003)

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