다층 금속 박막에서 여기된 표면 플라즈몬의 분산관계

Abstract

표면 플라즈몬은 금속과 유전체의 경계면을 따라 전파하고, 그 경계면에 수직한 방향으로 지수함수적으로 감소하는 전자기파이다. 최근 표면 플라즈몬을 이용하여 광 도파로 소자나 센서 등으로 이용되고 있다. 본 논문에서는 1차원의 다양한 다층 금속 박막구조 각각에 대하여 여기되는 표면플라즈몬의 분산관계를 analytic하게 구하였고, 전파되는 모드들의 필드모양과 전파거리등 전파특성을 조사하였다. 또한 앞서의 일반적 계산 결과를 토대로 다층 금속 박막의 중요한 응용 분야의 하나인 광도파로 로써의 응용가능성을 평가하였다. 그 결과 나노 focusing등의 응용을 위해서는 MIM구조가 적합하며 장거리 전파등의 응용을 위해서는 IMI와 이중 금속 박막구조가 적합함을 알 수 있었다.; We found dispersion relation of the surface plasmons excited on multiple metal layers by using Maxwell equation and metal's permittivities obtained by Drude model. In each onedimensional structure, we analyzed interaction of surface plasmon excited on each boundary and propagating modes of Surface Plasmon-Polariton. Comparing each properties of mode, we supposed double electrode structure which can support long-range surface plasmonpolariton. In two-dimensional structure of SPP waveguide, we found long-range surface plasmon mode at single electrode and double electrode by using FEM. We show that double electrode structure has propagation loss less than single electrode structure.