J. Phys. France 47, 1405-1410 (1986)
DOI: 10.1051/jphys:019860047080140500

Optical properties of Ni from 0.03 to 6 eV

M. Gadenne et J. Lafait

Laboratoire d'Optique des Solides, U.A. au CNRS n° 040781, Université Pierre et Marie Curie, 4 place Jussieu, 75252 Paris Cedex 05, France

Abstract
The complex dielectric function of Ni thin films deposited on fused silica and crystalline germanium substrates by thermal evaporation under ultra-high vacuum is deduced from optical measurements by various methods : from 6 to 0.5 eV from reflectance and transmittance measurements ; from 0.5 to 0.09 eV by a method based on A.T.R. and surface plasmon excitation; from 0.2 to 0.03 eV by a Kramers-Kronig analysis performed on the reflectivity. The onset of interband transitions is thus determined and the Drude parameters of the conduction electrons are calculated The results are discussed in relation to the characteristics of the films (thickness, annealing, resistivity, crystallites size) and eventually interpreted using band structure calculations.

Résumé
La fonction diélectrique complexe de couches minces de nickel, déposées sur des substrats de silice fondue et de germanium, par évaporation thermique sous ultra-vide, est déduite de mesures optiques à l'aide de différentes méthodes : entre 6 et 0,5 eV à partir des mesures de réflexion et de transmission; entre 0,5 et 0,09 eV par une méthode fondée sur la réflexion totale atténuée et l'excitation de plasmons de surface; entre 0,2 et 0,03 eV via une analyse de Kramers-Kronig sur la réflectivité. Le seuil des transitions interbandes est ainsi déterminé et l'on calcule les paramètres de Drude des électrons de conduction. On discute les résultats en fonction des caractéristiques des couches (épaisseur, recuit, résistivité, taille des cristallites), et on les interprète à partir de calculs de structure de bande.

PACS
7820C - Optical constants (including refractive index, complex dielectric constant, absorption, reflection and transmission coefficients, emissivity).
7830E - Solid metals and alloys.
7840K - Metals, semimetals, and alloys.
7866B - Metals and metallic alloys.

Key words
dielectric function -- infrared spectra of inorganic solids -- Kramers Kronig relations -- metallic thin films -- nickel -- reflectivity -- surface plasmons -- vacuum deposited coatings -- visible and ultraviolet spectra of inorganic solids