Оптичні константи прозорого срібла

Існує метод, що дозволяє визначити оптичні параметри тонких поглинаючих шарів відомої товщини, нанесених на прозору підкладку, за інтенсивністю відбитого і заломленого світла. Метод застосовується до срібних шарів, які виробляються методом сублімації у високому вакуумі [5].

Як відомо оптичні властивості тонких шарів металів значно відрізняються від твердого матеріалу. Результати різних дослідників якісно збігаються в думці, що зі зменшенням товщини коефіцієнт заломлення - збільшується, а коефіцієнт поглинання падає.

Щоб виключити будь-яку можливість забруднення в процесі формування шарів, вони були зроблені шляхом випаровування рідкого срібла у високому вакуумі і конденсації парів на відповідну підкладку. Це говорить про ще одну перевагу цього методу: він не дає жодних передумов для розвитку анізотропії, яка зазвичай виникає у катодних шарах, досліджені плівки були зроблені за одну операцію.

Для утворення вакууму служили обертовий триступеневий масляний насос від Пфайфера і триступеневий дифузійний насос, зроблений Лейболдом, які були з'єднані послідовно. Під час випаровування, срібло, у вигляді майже сферичної краплі близько 2 мм в діаметрі розміщували, на електрично-відпалених смугах танталу, 4 рази, площею 15 мм². Срібло з тонкого срібного дроту розплавляється у вакуумі. Перед випаровування, тиск повітря в камері був 10^-5 мм рт ст. Збільшення тиску під час випаровування манометром Маклеода не було виявлено.

Коли тиск у камері настільки малий, що частинки, які випускаються на узбіччі, не відчувають на собі зіткнення, а конденсація газу залишається, можна легко обчислити розподіл товщини металевого шару. За умови точкового джерела в тому ж просторовому куті випромінюється рівна кількість матерії, частинки конденсуватимуться на приймальну поверхню, не відбиваючись.

З простого геометричного огляду товщина d металевого шару

. (12)

Оптичні спектри ультра тонких плівок срібла

Ультратонкі металеві, які містять провідну (метал) та діелектричну (порожнини) фази, можна розглядати як нанорозмірні метал-діелектричні композити, в яких можуть існувати локалізовані на металевих кластерах плазмони.

Можливість одержання плівок з різним ступенем заповнення металічної фази, залежність структури від технології їх отримання, роблять ультратонкі плівки перспективними об'єктами для вивчення механізмів взаємодії світла з вільними носіями струму в нанометалічних кластерах.

Рис. 3. Спектри поглинання ультратонких плівок срібла. Масова товщина плівок вказана числами біля відповідних кривих

Комп'ютерною обробкою спектрів встановлено, що експериментальна смуга поглинання не описується однією кривою Гауса чи Лоренца, а для її покриття необхідно використати принаймні дві функцій [7].

Багатошарові структури

Аналіз розрахунків свідчить про те, що при створенні запропонованих діелектричної та металодіелектричної систем допустимими похибками напилення шарів (відхилення від заданої товщини) будуть 0,2 та 10% відповідно.

У цих тонкоплівкових структурах півширина смуги пропускання істотно залежить від товщини діелектричних шарів з високим показником заломлення, причому в діелектричній системі значно сильніше [8]. Півширина смуги пропускання становить 0,025 мкм за товщини діелектричних шарів з високим показником заломлення, кратній у разі діелектричної системи числу 40, а у разі метало-діелектричної системи ̶ числу 20. Коефіцієнт пропускання істотно залежить від товщини діелектричних шарів з високим показником заломлення в металодіелектричній системі за зміни числа т від 1 до 50, що відповідає прямо пропорційній зміні коефіцієнта пропускання від 0,62 до 0,48.