Materialauswahl. Daher erweist sich Gold (aber auch Silber) als das vielseitigste Metall.

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1 aterialauswahl Theoretish öte fast alle etalle mehr oder weiger gut zwes Aregug eies Oberflähe- Plasmos a eiem Übergag vo ieletrium zu etall geutzt werde. Jedoh wird eie eihe vo diese aterialie durh pratishe Grüde ausgegrezt. So ist zum Beispiel dium viel zu teuer, Natrium zu reativ, Alumiium ud Kupfer weise ugüstige Plasmafrequeze auf ud Silber hat das Problem der sehr leihte Oxidierbareit. ie Seite der eifallede Strahlug zugewadt, sollte rei metallish sei. Oxidoder Sulfidshihte, welhe sih uweigerlih a der uft bilde, veräder die Aregugsbedigug des Oberflähe- Plasmos (es sei de, ma will gerade diese Bildug der Shihte messe. Weiterhi muss das ausgewählte etall verträglih sei mit eier eihe vo hemishe Substaze aus dem ieletrium oder aders woher. aher erweist sih Gold (aber auh Silber als das vielseitigste etall. Ermittlug der Plasmafrequez ausgewählter aterialie als Bedigug der dritte Aregugsbedigug. Als erstes muss die Eletroedihte abgeshätzt werde. iese ist defiiert z it z der Azahl der eitereletroe pro Atom ud a ersetzt werde so, dass sih ergibt der Atomdihte. iese z N A A Wobei die ihte des betrahtete eiters ist, N A die Avogadroshe Kostate ud A die molare Atommasse. Als Beispiel soll hier Kupfer diee ei Elemet der erste Hauptgruppe ud daher mit z = N A 6,4 E mol 8,9E gm A 6,5E gmol 84,59E 7m Jetzt a die Plasmafrequez P berehet werde P e m

2 Oder alterativ desse Wellelägeäquivalet P e m amit ergibt sih für ausgewählte etalle zum bessere Vergleih alle z = etall Eletroedihte Plasmafrequez Plasmawelleläge dium 8, E+7 [m - ], 4 E+5 [s - ] 7, 6 [m] Plati 66, E+7 [m - ] 4, 5 E+5 [s - ] 9, 7 [m] Gold 59, 6 E+7 [m - ], 7 E+5 [s - ] 7, 4 [m] Silber 58, 56 E+7 [m - ], 65 E+5 [s - ] 8, [m] Kupfer 84, 59 E+7 [m - ] 6, 4 E+5 [s - ] 4, 79 [m] Alumiium 6, 7 E+7 [m - ], 85 E+5 [s - ] 6, [m] Niel 9, 4 E+7 [m - ] 6, E+5 [s - ] 7, [m] Tabelle Hier physialish relevate Parameter ausgewählter etalle. Eie möglihst große Plasmawelleläge wird präferiert. Ermittlug des ealateiles der Permittivitäte aus der erste Aregugsbedigug. Aus der erste Aregugsbedigug ist beat ( = ieletrium, = etall Für ei > gilt er ealateil des etalls muss daher egativ sei. Aus J. Sambles et. al. Optial exitatio of surfae plasmos a itrodutio. Abbildug a ud Tabelle sid die ealateile der Permittivitäte ablesbar. Welleläge [m] Silber Gold 4-4, -, 45-6, 5 -, 8 5-8, 7 -, 55 -, 9-5, 8 6-5, -9, 65-8, 5 -, 5 7 -, 8-6, , , 6 Tabelle ie ealateile der Permittivitäte ausgewählter etalle.

3 Zum Shluss oh eimal die grafishe arstellug der Tabelle ud zur Verdeutlihug der Aregugsbediguge für ei Oberflähe- Plasmo. Grafi Plasmafrequez ud der ealateil der Permittivität vo Gold. Quelle Eigee Zeihug. Grafi Plasmafrequez ud der ealateil der Permittivität vo Silber. Quelle Eigee Zeihug. Grafi Plasmafrequez ud der ealateil der Permittivität vo Alumiium. Quelle Eigee Zeihug.

4 urh geeigete aterialauswahl allei ist es demah iht möglih ei Oberflähe- Plasmo azurege. Es sid dazu spezielle Eioppel- Geometrie ötig. teressat zu wisse ist auh die Shärfe des efletivitätseibruhs bei Aregug eies Plasmos. ie Aregugsgüte Q, die Eigug eies etalls Plasmoe azurege a ma aus desse omplexe Permittivität abgeshätzt werde. So wird ei shmaler esoazpea beobahtet, we gilt N j Q Über die Güte Q lasse sih auf eifahe Weise die vershiedeste etalle i Bezug hrer Eigug zur Plasmoe- Aregug haraterisiere. Für Gold, Silber ud Alumiium gilt aus J.. Sambles et. al. Optial exitatio of surfae plasmos a itrodutio Abbildug a ud b sowie Tabelle [m] Q 4 -, 6, 5, , 8 5, 7, 4 5 -, 5, 79, , 75,, ,, 6 5, , 5, 9 9, 7-6,, 8, , 6, 6, 8 -, 55,, 8 Tabelle er eal- ud der magiärateil der Permittivität ud die Güte Q für Gold. e shärfste Pea ergäbe sih bei 75m. Abbildug 4 ie Tabelle grafish dargestellt, die Güte Q für Gold. Quelle Eigee Zeihug.

5 [m] Q , ,, 5, , 6, 57, 4 5-9, 4, 69, , 7, 8 4, , 8, 88 5, ,, 94 7, 66-8, 6, 7 7, 8 7 -, 6, 9, 74-4, 4, 8, ,, 9, 4 8 -,, 45, , 7, 64, 6 9-7, 9, 8, , 4, 7, ,, 64 7, 8-48, 8, 9 6, 8 6-5,, 6, 54-56, 8, 46 6, 4 4-6, 4, 9 5, , 8 4, 47 4, 7-7, 5 5, 6, , Tabelle 4 er eal- ud der magiärateil der Permittivität ud die Güte Q für Silber. e shärfste Pea ergäbe sih bei 8m. Abbildug 5 ie Tabelle 4 grafish dargestellt, die Güte Q für Silber. Quelle Eigee Zeihug.

6 [m] Q , 4, 5, 4 4-7, 5, 48 4, , 7, 4 4, , 8, 6 4, ,, 9, , 5 5, 4, 6-55, 9,, , 5,, , 9, 9, , 9, 55, , 9 45, 9, 4 8-6, 4 45, 9, , 4 4, 6, , 5, 5, 94-76, 6 7, 8, , 6,, 5-97, 5, 5, , 5, 5 4, -7, 5 6, 4, , 7, 8 4, 7 8-8, 5 8, 4, 9-9, Tabelle 5 er eal- ud der magiärateil der Permittivität ud die Güte Q für Alumiium. e shärfste Pea ergäbe sih bei 8m. Abbildug 6 ie Tabelle 5 grafish dargestellt, die Güte Q für Alumiium. Quelle Eigee Zeihug.

7 Für eie Vielzahl aderer etalle sid die Q - Werte auh beat. etall Zeihe [m] Permittivität Q Silber Ag 6, 8-8, + i, 48 7, 96 Kupfer Cu 6, 8-4, 67 + i, 7, 8 Gold Au 6, 8 -, 9 + i, 49 7, Alumiium Al 65, -4, + i 6, 4, 56 Palladium Pd 6, -4, 4 + i 4, 6, 99 Plati Pt 64, -, + i 5, 7, 7 Niel Ni 6, - 9, 6 + i 4, 9, 68 Kobalt Co 67, -, + i 8,, 67 Blei Pb 65, - 8, 67 + i, 4, 65 Tita Ti 67, - 6, 7 + i 9, 86, 4 Eise Fe 6, 8 -, + i 7, 8, 6 Chrom Cr 67, -, 84 + i, 9, 4 Tabelle 6 ie Güte Q für ausgewählte etalle.

8 Plasmoearegug - der Verlustfator Z - die Aregugsgüte Q die Wielgröße W Gegebe ist der Wellevetor X X Gegebe ist der Wellevetor eies Oberfläheplasmos (verlustfrei ie Eiführug des Verlustfators (magiärateil führt zu j j j ( er eal- ud magiärateil dazu m( e( m( e( ie Propagatiosläge eies Plasmos ist gegebe durh m( Es a weiter vereifaht werde X

9 X ie Propagatiosläge eies Plasmos ist daher bestimmt durh zwei Größe, welhe abhägig vo de Permittivitäte sid Q W zweiter Shreibart für die Verlustgröße Z Q W Q W Z Z abei ist Q die Aregugsgüte des etalls, die Eigug Plasmoe azurege. ie Größe W lässt sih weiter veräder W C W si er Wert W ist somit epräsetat des ritishe Wiels der Totalreflexio.