El efecto piel y la reflectividad del oro.

Estoy simulando una guía de ondas en COMSOL, un solucionador FEM. Mi modelo se ve así (es similar a una geometría estándar de Quantum Cascade Laser):

Por lo tanto, hay una capa muy delgada (30 nm) de oro intercalada por dos regiones que consisten en arseniuro de galio ($\epsilon_r \simeq 13$). Cuando realizo un análisis de modo alrededor de 3THz (la frecuencia de mi láser,$\simeq 100 \mu m$), el modo con mayor probabilidad de propagación (pérdidas más bajas, índice de modo efectivo coincidente) es el siguiente (la norma del campo E se representa aquí):

Ahora, esperaría este comportamiento si la capa de oro en el medio fuera lo suficientemente gruesa, porque la frecuencia de plasma del oro, según el modelo de Drude, está muy por encima de los 3THz. El coeficiente de absorción es igual a

y la profundidad de la piel, definida como$\delta = 2/ \alpha$, está alrededor de 40-50nm en esta frecuencia. Por lo tanto, debido al efecto piel, la reflectividad de la fina capa de oro sería muy baja y la onda se filtraría hacia la capa inferior.

El campo E penetra el oro, pero decae muy rápidamente. Esta es la norma de E en la capa dorada (0 a 0.03 en el eje y), ampliada mucho y la gama de colores ajustada (observe$|E_{max}|>300$en la trama original):

Esto es lo que obtuve del soporte:

La reflexión parece ser el resultado de la condición de contorno de conservación de flujo normal$Dy_1=Dy_2$. Como en el oro Er es mucho mayor que en el material,$Ey_1<<Ey_2$. Sin embargo, los componentes tangenciales del campo eléctrico (que de hecho deberían decaer después de una profundidad de piel) son casi continuos en todo el espesor del oro.

Pero cuando observo la corriente de desplazamiento (componente y), obtengo un gráfico claramente discontinuo:

Recibí otra respuesta, comentando sobre este tema:

Esta discontinuidad se atribuye a la transición entre un conductor y un dieléctrico. La condición D1-D2=pho_s se deriva de la ley de conservación de carga, J1-J2=dt pho_s, donde J1 y J2 son la suma de las corrientes de desplazamiento y conducción. En caso de que la conductividad en ambos dominios sea cero, se obtiene la conservación del flujo eléctrico. Al pasar por un límite conductor-dieléctrico, la corriente de inducción se vuelve discontinua y, por lo tanto, la corriente de desplazamiento también será discontinua. La corriente de desplazamiento está directamente relacionada con la densidad de flujo. Así ves el salto en el componente de flujo normal. Si traza emw.Ex o emw.Jy, verá que son continuos. Los diferentes componentes actuales (emw.Jiy, emw.Jdy) y emw.Dy serán descontados.

Si entiendo correctamente, esto solo significa que habrá acumulación de carga en la interfaz Au/GaAs debido a la existencia de una unión Schottky.

¿Estoy equivocado en mis suposiciones, estoy malinterpretando el efecto de la piel, estoy tramando algo incorrecto? Si no, ¿por qué obtengo un resultado incorrecto? Desde el punto de vista técnico, la malla del software es lo suficientemente pequeña para resolver la capa delgada, por lo que no puede ser el problema.