J. Phys. France 47, 249-257 (1986)
DOI: 10.1051/jphys:01986004702024900

Compared optical properties of noble and transition metal-dielectric granular films

S. Berthier et J. Lafait

Laboratoire d'Optique des Solides, Université Pierre et Marie Curie, 4, place Jussieu, 75252 Paris Cedex 05, France

Abstract
Metal-dielectric inhomogeneous media exhibit contrasted physical properties according to the nature of the metallic inclusion : noble or transition. A comparison between Au-MgO and Pt-Al2O3 thin films (prepared by sputtering), based on their optical, electrical and structural properties, is presented. The optical properties are analysed using two effective medium theories : Maxwell Garnett and Bruggeman. Both systems percolate at high metal volume fraction (0.4-0.5). They mainly differ in the dielectric anomaly and the influence of the conduction electron relaxation time on the optical properties of the inhomogeneous medium.

Résumé
Les milieux inhomogènes métal-diélectrique présentent des propriétés physiques différentes suivant que l'inclusion métallique est un métal noble ou un métal de transition. Nous présentons une étude comparée de couches minces de Au-MgO et Pt-Al2O3 (préparées par pulvérisation cathodique) à partir de leur propriétés optiques, électriques et de leur structure. L'analyse des propriétés optiques est réalisée à l'aide de deux théories de milieu effectif : Maxwell Garnett et Bruggeman. Les deux systèmes percolent pour des fractions volumiques en métal élevées (0,4-0,5). Ils différent essentiellement par l'anomalie diélectrique et le rôle joué par le temps de relaxation des électrons de conduction du métal sur les propriétés optiques du milieu granulaire.

PACS
6855 - Thin film structure and morphology.
7290 - Other topics in electronic transport in condensed matter.
7361 - Electrical properties of specific thin films.
7866 - Optical properties of specific thin films.

Key words
alumina -- composite materials -- dielectric function -- electrical conductivity of solids -- gold -- magnesium compounds -- percolation -- platinum -- reflectivity -- thin films