Dispersive Materials (Lorentz model, Drude model)

금속의 유전율을 결정하는 금속모델에는 Drude, Lorentz 모델을 기본으로 하여 이를 변형한 Debye, modified Debye, Drude-Lorentz 등 여러가지가 있다.

 

Drude 모델과 Lorentz 모델은 각각 금속의 구속전자와 자유전자의 영향에 따른 유전율을 계산하는 금속 모델이다.

 

일반적으로 근적외선 영역에서는 Drude 모델이 여러가지 금속에 대하여 상대적인 유전율을 잘 표현할 수 있다.

 

그러나 405nm의 가시광선 영역에서는 금속의 구속전자와 자유전자의 영향이 함께 존재하기 때문에 두 모델을 모두 고려한 Drude-Lorentz금속 모델이 이용된다.

 

1. Lorentz mode

or

with real and imaginary parts

 

2. Drude model

: plasma frequency, : damping factor

• 근적외선 영역에서는 적용이 잘되는 편임
• 가시광선대역에서는 충분히 정확한 값을 제시하지 못함

 

3. Drude-Lorentz model

- Metal에서의 free electron과 bound electron에 대한 모델링

        (1) Drude-Lorentz model

        (2) Free electron : Drude model

    (3) Bound electron : Lorentz model

 

4. Extended Drude model

- Drude-Lorentz model에서 Lorentz modeling을 한 개의 term으로 줄임