誘電マトリックス内に埋め込まれた層状の金属ナノ粒子の光学特性のシミュレーション：干渉法またはマックスウェルガーネット効果的なメディウム理論？

埋め込まれた層状金属ナノ粒子を備えたセラミックマトリックスで構成される複合フィルムの光学的特性評価は、最近増加する関心を受けています。特に、層状ナノクラスター（NCS）を含む誘電マトリックスの光学性能を得るために、主に2つの方法が提案されています。最初の方法は、誘電体物質と有効中間材料の代替膜で構成される層状システムのシミュレーションに基づいています。。したがって、多層スタックの光学応答が計算され、ヤマグチ理論によって得られた誘電体定数イプシロン（f）（ヤマ）を有効中程度の層に割り当て、内部の各界面で反射および屈折したビーム間の干渉を計算しますスタック。2番目の方法では、マルチレイヤースタックを、誘電率がMaxwell Garnett（MG）理論によって計算される単一層有効メディアフィルムと見なされます。特に、この2番目の方法は、誘電マトリックス内に均一に分布しているナノ粒子の場合に有効であると認識されています。本研究では、干渉法は、これまで適用されているように、NCSの均一な分布の場合にMG理論によって計算された反射率と透過率の繁殖スペクトルを許可しないことを示しています。

Optical characterization of composite films consisting of a ceramic matrix with embedded layered metal nanoparticles have recently received increasing interest. In particular, two methods have been mainly proposed in order to obtain optical performances of dielectric matrices containing layered nanoclusters (NCs): the first method is based on the simulation of the layered system as composed of alternated films of dielectric material and effective-medium material. Therefore, the optical response of the multilayer stack is calculated, assigning to the effective-medium layers the dielectric constant epsilon(f)(Yama), obtained by the Yamaguchi theory, and calculating the interference between the beams reflected and refracted at each interface inside the stack. The second method considers the multilayer stack as a single-layer effective-medium film whose dielectric constant is calculated by the Maxwell Garnett (MG) theory. In particular, this second method is recognized to be valid in the case of nanoparticles uniformly distributed inside a dielectric matrix. The present study shows that the interference method, as it has been applied up to now, does not allow reproducing reflectance and transmittance spectra calculated by the MG theory in the case of a uniform distribution of NCs.