薄Au和Ag膜的等离子体热导率
摘要：表面等离子体极化子（SPP）沿着SiO$_2$基底上的薄Au和Ag膜的热导率进行了研究，并加上了Ti粘结层。为了确定Au和Ag薄膜中SPP的传播长度和皮层深度，我们数值求解了色散关系，并考虑了金属介电常数的尺寸效应。此外，我们推导出了沿膜厚度的SPP空间分布，以分析Ti粘结层对Au和Ag薄膜的等离子体热导率的影响。我们的理论预测显示，考虑薄金属膜介电常数的尺寸效应时，等离子体热导率减少了约30\%。此外，这导致最大热导率出现的膜厚增加了约30\%。综合考虑这些因素，我们计算得到在SiO$_2$基底上的Au和Ag薄膜的最佳厚度约为20 nm，同时还要考虑Ti粘结层的厚度。通过制备具有最佳厚度的Au和Ag薄膜的样品，我们在实验中证明了Au和Ag薄膜的等离子体热导率可以达到其电子贡献的约20\%。这项研究将拓宽SPP在微电子中通过薄金属涂层传播的粒子热传输的热设计应用。
作者：Dong-min Kim, Jeongmin Nam, Bong Jae Lee
论文ID：2307.14595
分类：Applied Physics
分类简称：physics.app-ph
提交时间：2023-07-28