Моделирование параметров материалов плёнок прозрачных электродов с близкой к нулю диэлектрической проницаемостью

Цель: исследовать влияние параметров материала прозрачного электрода на основе оксида металла (N - плотность электронов, τ - среднее время рассеяния электронов) на величину частоты, при которой диэлектрическая проницаемость материала ε (эпсилон) становится близкой к нулю (так называемые ENZ или НЭ-материалы).Процедура и методы. С использованием модели Друде выполнены расчёты параметров N, τ и плазменной частоты ω0 в диапазоне параметров материалов, применяемых в электронике, а также для композитных материалов с разной геометрией включений. Приведены параметры материалов на основе оксида цинка и методов их формирования, при которых может реализоваться описанный режим близкой к нулю диэлектрической проницаемости материала.Результаты. Для ряда материалов плёнок прозрачных электродов, применяемых в устройствах управления излучением ближнего ИК-диапазона, исследовано влияние параметров материала (N, τ) на величину частоты, при которой диэлектрическая проницаемость материала ε (эпсилон) становится близкой к нулю (НЭ-материалы). Описаны технологии материалов, в которых может реализоваться НЭ-режим.Теоретическая и/или практическая значимость. Описанный режим реализуется для ряда материалов плёнок прозрачных электродов, применяемых в устройствах управления излучением ближнего ИК-диапазона.

Aim. We investigate the effect of the material parameters of a transparent metal oxide electrode (N is the electron density, and τ is the average electron scattering time) on the frequency at which the dielectric constant of the material ε (epsilon) becomes close to zero (the so-called ENZ materials).Methodology. Using the Drude model, the parameters N, τ and the plasma frequency ω0 are calculated in the range of parameters of materials used in electronics, as well as for composite materials with different geometries of inclusions. The parameters of materials based on zinc oxide and methods of their formation are presented, in which the described regime of the dielectric constant of the material close to zero can be realized.Results. For a number of materials of transparent electrode films used in near-IR radiation control devices, the influence of material parameters (N and τ) on the frequency at which the dielectric constant of the material ε (epsilon) becomes close to zero (ENZ materials) is studied. The technologies of materials in which the ENZ mode can be implemented are described.Research implications. The described mode is implemented for a number of transparent electrode film materials used in near-IR radiation control devices.