Оптическая проводимость - это свойство материала, которое определяет взаимосвязь между плотностью индуцированного тока в материале и величиной индуцирующего электрического поля для произвольных частот . [1] Эта функция линейного отклика является обобщением электропроводности , которая обычно рассматривается в статическом пределе, то есть для не зависящих от времени или медленно меняющихся электрических полей.
Хотя статическая электрическая проводимость исчезающе мала в изоляторах (таких как алмаз или фарфор ), оптическая проводимость всегда остается конечной в некоторых частотных интервалах (выше оптического зазора в случае изоляторов). Общий оптический вес можно определить по правилам сумм . Оптическая проводимость тесно связана с диэлектрической функцией , обобщением диэлектрической проницаемости на произвольные частоты.
Предел высокой частоты
В простейших случаях это свойство можно рассматривать только как комплексную скалярную функцию от частоты. Эта формулировка применима в пределе длинных волн, крупнозернистой структуры и кубической симметрии материала. В этом приближении плотность электрического тока (трехмерный вектор) скалярная оптическая проводимость и вектор электрического поля связаны уравнением:
Для сравнения диэлектрическая проницаемость связывает электрическое смещение с электрическим полем:
В единицах СИ это подразумевает следующую связь между двумя функциями линейного отклика:
- ,
где - диэлектрическая проницаемость вакуума иобозначает мнимую единицу .
Измерение
Оптическую проводимость чаще всего измеряют в оптических диапазонах частот с помощью отражательной способности полированных образцов при нормальном падении (в сочетании с анализом Крамерса – Кронига ) или с использованием переменных углов падения. [4] Для образцов, которые могут быть приготовлены в виде тонких срезов, более высокая точность достигается с помощью экспериментов по оптическому пропусканию. Чтобы полностью определить электронные свойства интересующего материала, такие измерения комбинируются с другими методами, которые работают в разных частотных диапазонах, например, в статическом пределе или на микроволновых частотах.
Рекомендации
- ^ Дж. Роберт Шриффер; Дж. С. Брукс (2007). Справочник по высокотемпературной сверхпроводимости: теория и эксперимент . Издательство Springer . п. 299. ISBN 9780387687346.
- ^ Паола Ди Пьетро (2013). Оптические свойства топологических изоляторов на основе висмута . Издательство Springer International . п. 64. ISBN 9783319019918.
- ^ Цзя-Мин Лю; И-Тан Линь (2018). Графеновая фотоника . Издательство Кембриджского университета . п. 70. ISBN 9781108476683.
- ^ Хари Сингх Налва, изд. (2000). Справочник по современным электронным и фотонным материалам и устройствам, набор из десяти томов . Elsevier Science . п. 66.
Внешние ссылки
- Конспект лекций Е.Ю. Цымбала « Оптические свойства твердых тел »