第１０章 固体の光学的性質 第9回

１０．１ 光の吸収

光(波長 λ )の透過率(T)、吸収率(A)、反射率(R)

1 TRA (10.1.1)

吸収の前に

金属（自由電子）による光の反射

電磁波の伝播 ← マックスウェル方程式

)()()( ED

電束密度、電界、誘電率（誘電関数）の関係

金属（自由電子）による光の反射

金属による光の反射

電離層による電波の反射

ω<0 で反射 /1

表５．１（p.79）

半導体、誘電体による光の反射

複素屈折率

反射率

iknN

22

222

)1(

)1(

1

1

kn

kn

N

NR

n: 屈折率

k: 消衰係数

12 i

物質 真空 空気 水 ガラス ダイヤモンド

Si

n 1 1.0003 1.33 1.4～2.1 2.4 3.4

絶縁体、半導体の光透過スペクトル

ITO（透明導電膜）の光透過挙動

提案されているITOのバンド構造

1 TRA (10.1.1)

IdxdI (10.1.2)

厚さ L の物質に光（強度 I0 ）が入射

反射光強度： I0 R

侵入光強度： I0 (1-R)

○ 吸収（光の減衰）に注目

強度 I の光が、微小幅 dx で、dI 減衰

比例係数 α は、吸収係数（m-1）と呼ばれる。上式を積分して、

)exp()1( 0 xIRI (10.1.3)

)exp()1( 0 LIRI

)exp()1( 0

2 LIRIT (10.1.4)

x = L における光の強度

透過光の強度

透過率

)exp()1( 2

0

LRI

IT T (10.1.5)

10.1.2 光の吸収機構の概観

10. 2 光学的格子振動による光の吸収

まとめ

光と物質の相互作用

○ 光の反射 電子密度と電磁波の波長、屈折率

○ 光の透過

○ 半導体と光の相互作用（概要）