基于各向异性界面的深纳米尺度电磁边界条件

以各向异性介质所构成的界面为基础构建了光学参数渐变的过渡界面模型;利用积分形式麦克斯韦方程组,同时引入了6个反映过渡区域电磁场量变化情况的界面响应函数,并经推导获得了适用于深纳米尺度的电磁边界条件.依据麦克斯韦方程组及材料本构关系,阐明了界面响应函数的物理意义;提出了与过渡界面模型等效的突变各向异性界面模型,其界面分布着电偶极矩和磁偶极矩,并经推导获得了界面偶极矩的纳米电磁边界条件.结果表明,各向异性界面模型的纳米电磁边界条件在界面响应函数可忽略的情形下,退化为传统电磁边界条件.本工作可为深纳米尺度各向异性界面的光学或电磁学性质的研究提供理论基础及物理图像.

基于麦克斯韦方程组的纳米尺度电磁边界条件

电磁边界条件是研究界面光学、电磁学性质的物理基础.本文考虑界面上物质响应的非突变特性在两种材料界面上构建过渡层,利用积分形式的麦克斯韦方程组,推导出纳米尺度下的电磁边界条件,得到的两个界面响应函数d⊥,d//分别对应于界面等效极化电荷的中心位置和界面极化电流密度沿垂直界面方向的梯度中心位置,根据界面响应函数的定义式分析了界面响应函数受界面两侧材料的介电常数、电场过渡线型、频率等因素的影响.发现铜-银界面上的界面响应函数可以高达数纳米.当界面响应函数可以忽略不计时,纳米电磁边界条件退化为突变结给出的经典的边界条件.在此基础上,引入界面电偶极矩,界面上的等效极化电荷面密度、界面极化电流线密度和磁荷流密度参量给出3种不同形式的纳米电磁边界条件.该模型对研究纳米尺度电磁学、界面光学问题提供了清晰的物理图像和必要的理论基础.