アルミニウムの複素屈折率と分散モデルによる近似

アルミニウム(Al)は原子番号13の第13族の元素です。銀白色の光沢ある色を示します。軽量かつ加工性が高いため広い用途に使用されています。アルミニウムはプラズモンの共鳴周波数が紫外域に存在するため、紫外プラズモニクスの材料として期待されています。また、産出量が多く安価な金属であることから貴金属ナノ粒子等の代替利用が研究されています。ただし、プラズモン性能に影響を及ぼす酸化膜を形成しやすい欠点があります。

分散モデル（Drude-Lorentz）

$\varepsilon_r(\omega) = \varepsilon_\infty + \frac{\omega_{p1}^2}{\omega(j\nu_c-\omega)} + \Delta\varepsilon_2 \frac{\omega_{p2}^2}{\omega_{p2}^2+j\omega\delta_{p2}-\omega^2}$

分散モデルに与えたパラメータ一覧

分散モデル	設定する係数	変数	数値
共通	周波数∞の誘電率	ε_∞	1.00
Drudeモデル	プラズマ角周波数[rad/sec]	ω_p1	2.35×10¹⁶
Drudeモデル	衝突周波数[rad/sec]	ν_c	1.18×10¹⁵
Lorentzモデル	静電界の誘電率から周波数∞の誘電率を引いた値	∆ε₂	1.00
	共振周波数[rad/sec]	ω_p2	2.35×10¹⁵
	減衰係数[rad/sec]	δ_p2	4.70×10¹⁴

電磁波解析ソフトにおける設定

Aluminium/RefractiveIndex (FrequencyDispersion)
Aluminium/EpsInf 1
Aluminium/FrequencyDispersion(1) Drude
Aluminium/OmegaP(1) 2.35E+16
Aluminium/OmegaNu(1) 1.18E+15
Aluminium/FrequencyDispersion(2) Lorentz
Aluminium/DeltaEps(2) 1
Aluminium/OmegaP(2) 2.35E+15
Aluminium/DeltaP(2) 4.7E+14

分散性近似