超薄金膜的温度与频率依赖光学性质

虽然薄金属膜在可见光和近红外波段的光学性质已得到充分理解，但在中红外和远红外区域的研究却很少。我们通过测量频率范围在500 cm⁻¹至7000 cm⁻¹、温度范围在300 K至5 K之间的样品，研究了在超高真空条件下制备于Si(111)(7×7)表面的超薄金膜。金层的标称厚度范围从单原子层到9 nm。对于较厚的薄膜，当考虑表面散射引起的经典尺寸效应时，其频率和温度依赖性可以用金属的Drude模型很好地描述。低于渗流阈值的薄膜表现出非金属行为：反射率随频率增加而增加，随温度升高而降低。其频率依赖性可部分由广义Drude模型描述。温度依赖性不遵循简单的激活过程。对于单原子层，我们观察到在约1100 cm⁻¹处表面态之间的跃迁。