푸리에 방법을 결합한 타원편광분석법 전이점 연구
Comparison of the Second-derivative Critical-point Method with Fourier Analysis for Noise Removal
박한결(경희대학교); 김태중(경희대학교); 변준석(경희대학교); 강유리(경희대학교); 김영동(경희대학교)
64권 10호, 963~967쪽
초록
타원편광분석법 (ellipsometry) 으로 측정되는 유전율 함수는 반도체 물질의 광특성과 전이점 연구에 유용하게 쓰인다. 유전율 함수로부터 전이점을 구하기 위해서는 보편적으로 이차미분 표준해석법을 이용한다. 그러나 측정된 유전율 함수의 노이즈가 심한 경우 이차미분법은 노이즈도 크게 증가시킬 수 있기 때문에 데이터 평탄화 (linear filtering) 처리가 필요한데, 과도한 평탄화 방법은 정보의 왜곡을 유발할 수도 있다. 본 연구에서는, 이차미분법에 푸리에 노이즈 제거 방법을 결합시켜 역공간 푸리에 변환 계수로부터 low-, medium-, high-index 를 각각 베이스라인 (baseline), 정보, 고주파수 노이즈로 구분하고 이 중에서 노이즈만을 효과적으로 제거함으로써 전이점 연구의 정확도를 높이고자 하였다. 이 방법의 효과를 평가하기 위해 로렌츠 오실레이터로 만든 가상의 유전율 함수에 노이즈를 추가한 스펙트럼으로 기존 방법들과 비교 분석하였고, 이차미분 표준해석법의 향상된 정확도를 확인하였다.
Abstract
Spectroscopic ellipsometry is an excellent technique for determining dielectric functions. A standard analytic CP expression is conventionally used for analyzing the second derivatives of the dielectric functions in order to obtain the critical point (CP) energy. When the signal-to-noise ratio is poor, the standard expression does not function well due to an enhancement of the high-frequency noise caused by the derivation. However, a reciprocal-space Fourier-transform analysis offers several advantages for determining the CP parameters in optical and other spectra. For example, low-, medium-, and high-index Fourier coefficients were classified with baseline, information, and high-frequency noise, respectively. The noise can be removed without distorting the information. In this work, we propose a standard analytic CP expression method combined with a noise-removal Fourier method. Noisy data synthesized from Lorentz oscillators were analyzed by using the proposed method to verify the significant improvement over the CP analysis alone. We could accurately verify an improvement over the CP analysis with the combined method.
- 발행기관:
- 한국물리학회
- 분류:
- 물리학