<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">zhps</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Журнал прикладной спектроскопии</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Zhurnal Prikladnoii Spektroskopii</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">0514-7506</issn><publisher><publisher-name>B. I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Sciences</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">zhps-1613</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>ПРИБОРЫ И МЕТОДЫ СПЕКТРОСКОПИИ</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>DEVICES AND METHODS OF SPECTROSCOPY</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Аномальный скин-эффект в металлических пленках</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Anomalous Skin Effect in Metal Films</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Сотский</surname><given-names>А. Б.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Sotsky</surname><given-names>A. B.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Могилев</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Mogilev</p></bio><email xlink:type="simple">ab_sotsky@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Чудаков</surname><given-names>Е. А.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Chudakov</surname><given-names>E. A.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Могилев</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Mogilev</p></bio><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Сотская</surname><given-names>Л. И.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Sotskaya</surname><given-names>L. I.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Могилев</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Mogilev</p></bio><xref ref-type="aff" rid="aff-2"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>Могилевский государственный университет им. А. А. Кулешова</institution></aff><aff xml:lang="en"><institution>Mogilev State A. Kuleshov University</institution></aff></aff-alternatives><aff-alternatives id="aff-2"><aff xml:lang="ru"><institution>Белорусско-Российский университет</institution></aff><aff xml:lang="en"><institution>Belarusian-Russian University</institution></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2024</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>01</day><month>08</month><year>2024</year></pub-date><volume>91</volume><issue>4</issue><fpage>581</fpage><lpage>592</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Сотский А.Б., Чудаков Е.А., Сотская Л.И., 2024</copyright-statement><copyright-year>2024</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Сотский А.Б., Чудаков Е.А., Сотская Л.И.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Sotsky A.B., Chudakov E.A., Sotskaya L.I.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://zhps.ejournal.by/jour/article/view/1613">https://zhps.ejournal.by/jour/article/view/1613</self-uri><abstract><p>Сформулированы интегральные уравнения Фредгольма второго рода, описывающие аномальный скин-эффект в металлических пленках на диэлектрических подложках. Разработан алгоритм численного решения уравнений, основанный на методе квадратур. В результате его применения к обработке известных из литературы экспериментальных данных спектральной эллипсометрии пленок золота различной толщины на кремниевой подложке однозначно определены плотность, время релаксации электронов проводимости и диэлектрическая проницаемость золота. Отмеченная в ряде экспериментальных работ зависимость диэлектрической проницаемости пленок золота от их толщины объясняется использованием при решении обратных оптических задач модели нормального скин-эффекта Друде, не учитывающей возбуждение объемного заряда в пленке. Исследованы оптические поля в пленках золота при различных вероятностях зеркального отражения электронов от границ пленок. Установлено, что среди сенсоров биологических растворов с конфигурацией Кречмана предпочтительны структуры, в которых вероятность зеркального отражения электронов от границы раздела металлическая пленка–жидкость стремится к единице.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>Fredholm’s integral equations of the second kind are formulated to describe the anomalous skin effect in metal films on dielectric substrates. An algorithm for numerical solution of equations based on the quadrature method is developed. As a result of its application to the processing of experimental data on the spectral ellipsometry of gold films of various thicknesses on a silicon substrate known from the literature, the density, relaxation time of the electron gas and the dielectric constant of gold are determined unambiguously. It is shown that the dependence of the dielectric constant of gold films on their thickness, noted in a number of experimental studies, can be associated with the use of the Drude’s normal skin model, which does not take into account the excitation of a space charge in the film. Optical fields in gold films are studied at different probabilities of specular reflection of electrons from the film boundaries. It is shown that among sensors of biological solutions with the Kretschmann configuration, structures in which the probability of specular reflection of electrons from the metal film-liquid interface tends to 1 are preferred.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>металлическая пленка</kwd><kwd>аномальный скин-эффект</kwd><kwd>интегральные уравнения</kwd><kwd>спектральная эллипсометрия</kwd><kwd>плазмонная мода</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>metal film</kwd><kwd>anomalous skin effect</kwd><kwd>integral equations</kwd><kwd>spectral ellipsometry</kwd><kwd>surface plasmon</kwd></kwd-group><funding-group><funding-statement xml:lang="ru">Работа выполнена в рамках государственной программы научных исследований Республики Беларусь “1.15 Фотоника и электроника для инноваций”.</funding-statement></funding-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">А.В. Соколов. Оптические свойства металлов, Москва, ГИФМЛ, Москва (1961)</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">А.В. Соколов. Оптические свойства металлов, Москва, ГИФМЛ, Москва (1961)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">H. Kangarlow, M. Aghgonbad. Opt. and Spectrosc., 115 , N 5 (2013) 753—757</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">H. Kangarlow, M. Aghgonbad. Opt. and Spectrosc., 115 , N 5 (2013) 753—757</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">E. T. Hu, Q. Y. Cai, R. J. Zhang, Y. F. Wei, W. C. Zhou, S. Y. Wang, Y. X. Zheng, W. Wei, L. Y. Chen. Opt. Lett., 41 , N 21 (2016) 4907—4910</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">E. T. Hu, Q. Y. Cai, R. J. Zhang, Y. F. Wei, W. C. Zhou, S. Y. Wang, Y. X. Zheng, W. Wei, L. Y. Chen. Opt. Lett., 41 , N 21 (2016) 4907—4910</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">D. I. Yakubovsky, A. V. Arsenin, Y. V. Stebunov, V. Y. Fedyanin, V. S. Volkov. Opt. Express, 25 , N 21 (2017) 25574—25587</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">D. I. Yakubovsky, A. V. Arsenin, Y. V. Stebunov, V. Y. Fedyanin, V. S. Volkov. Opt. Express, 25 , N 21 (2017) 25574—25587</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">J. Lin, H. Jiang, H. Gu, X. Chen, C. Zhang, G. Liao, S. Liu. Phys. Scripta, 94 , N 8 (2019) 085802(1—20)</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">J. Lin, H. Jiang, H. Gu, X. Chen, C. Zhang, G. Liao, S. Liu. Phys. Scripta, 94 , N 8 (2019) 085802(1—20)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">В. П. Минкович, А. Б. Сотский, А. В. Шилов, Л. И. Сотская. Журн. прикл. спектр., 86 , № 1 (2019) 128—135 [V. P. Minkovich, A. B. Sotsky, A. V. Shilov, L. I. Sotskaya. J. Appl. Spectr., 86 (2019) 112—119]</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">В. П. Минкович, А. Б. Сотский, А. В. Шилов, Л. И. Сотская. Журн. прикл. спектр., 86 , № 1 (2019) 128—135 [V. P. Minkovich, A. B. Sotsky, A. V. Shilov, L. I. Sotskaya. J. Appl. Spectr., 86 (2019) 112—119]</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">G. E. H. Reuter, E. H. Sondheimer. Proc. R. Soc. Lond., 195 (1948) 336—364</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">G. E. H. Reuter, E. H. Sondheimer. Proc. R. Soc. Lond., 195 (1948) 336—364</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">E. H. Sondheimer. Adv. Phys., 1 , N 1 (1952) 1—42</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">E. H. Sondheimer. Adv. Phys., 1 , N 1 (1952) 1—42</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">K. L. Kliewer, R. Fuchs. Phys. Rew., 172 , N 3 (1968) 607—624</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">K. L. Kliewer, R. Fuchs. Phys. Rew., 172 , N 3 (1968) 607—624</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">D. Iakushev, S. Lopez-Aguayo. JOSA B, 34 , N 11 (2017) 2421—2428</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">D. Iakushev, S. Lopez-Aguayo. JOSA B, 34 , N 11 (2017) 2421—2428</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">А. Б. Сотский, Е. А. Чудаков, Л. И. Сотская. Опт. и спектр., 129 , № 7 (2021) 889—898</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">А. Б. Сотский, Е. А. Чудаков, Л. И. Сотская. Опт. и спектр., 129 , № 7 (2021) 889—898</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">H. E. Bennett, J. M. Bennett, E. J. Ashley, R. J. Motyka. Phys. Rev., 165 , N 3 (1968) 755—765</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">H. E. Bennett, J. M. Bennett, E. J. Ashley, R. J. Motyka. Phys. Rev., 165 , N 3 (1968) 755—765</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">M. D. Tillin, J. R. Sambles. J. Modern Opt., 38 , N 4 (1991) 731—741</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">M. D. Tillin, J. R. Sambles. J. Modern Opt., 38 , N 4 (1991) 731—741</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit14"><label>14</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Ю. Б. Румер, М. Ш. Рывкин. Термодинамика, статистическая физика и кинетика, Москва, Наука (1972)</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Ю. Б. Румер, М. Ш. Рывкин. Термодинамика, статистическая физика и кинетика, Москва, Наука (1972)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit15"><label>15</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">В. И. Крылов, В. В. Бобков, П. И. Монастырный . Вычислительные методы, Т. 2, Москва, Наука (1977)</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">В. И. Крылов, В. В. Бобков, П. И. Монастырный . Вычислительные методы, Т. 2, Москва, Наука (1977)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit16"><label>16</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">E. D. Palik. Handbook of optical constants of solids, Washington, D.C., Naval Research Laboratory (1985)</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">E. D. Palik. Handbook of optical constants of solids, Washington, D.C., Naval Research Laboratory (1985)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit17"><label>17</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">M. H. H.Hasib, J. N. Nur, C. Rizal, K. N. Shushama. Cond. Matter, 4 , N 2 (2019) 49</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">M. H. H.Hasib, J. N. Nur, C. Rizal, K. N. Shushama. Cond. Matter, 4 , N 2 (2019) 49</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit18"><label>18</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">А. Б. Сотский, L. M. Steingart, J. H. Jackson, П. Я. Чудаковский, Л. И. Сотская. ЖТФ, 83 , № 11 (2013) 105—115</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">А. Б. Сотский, L. M. Steingart, J. H. Jackson, П. Я. Чудаковский, Л. И. Сотская. ЖТФ, 83 , № 11 (2013) 105—115</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit19"><label>19</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">G. M. Hale, M. R. Querry. Appl. Opt., 12 , N 3 (1973) 555—563</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">G. M. Hale, M. R. Querry. Appl. Opt., 12 , N 3 (1973) 555—563</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit20"><label>20</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">A. K. Sharma, B. D. Gupta. Opt. Commun., 245 , N 1-6 (2005) 159—169</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">A. K. Sharma, B. D. Gupta. Opt. Commun., 245 , N 1-6 (2005) 159—169</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
