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銀の複素屈折率と分散モデルによる近似

銀(Ag)は原子番号47の第11族の元素です。可視光帯ではほぼ全域で反射率が高く、紫外域付近から反射率が低下するため、白に近い色を示します。銀の可視光~赤外域の物性はDrudeモデルで良く近似できます。
銀はナノ粒子に加工すると他の金属より鋭いプラズモン共鳴を示すため、局在表面プラズモン共鳴や表面増強ラマン散乱に有効です。また、銀ナノ粒子は400~500nmにピークがあります。銀ナノ粒子は上記の光学特性の他に優れた熱・電気伝導性や殺菌力を持つため回路や抗菌剤などにも使用されます。


銀の複素屈折率と分散モデルによる近似

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ε2.00
Drudeモデルプラズマ角周波数[rad/sec]ωp11.30×1016
衝突周波数[rad/sec]νc7.36×1013
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∆ε21.00
共振周波数[rad/sec]ωp27.00×1015
減衰係数[rad/sec]δp22.10×1015

電磁波解析ソフトにおける設定

  
Silver/RefractiveIndex (FrequencyDispersion)
Silver/EpsInf 2.00
Silver/FrequencyDispersion(1) Drude
Silver/OmegaP(1) 1.30e16
Silver/OmegaNu(1) 7.36e13
Silver/FrequencyDispersion(2) Lorentz
Silver/DeltaEps(2) 1.00
Silver/OmegaP(2) 7.00e15
Silver/DeltaP(2) 2.10e15