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Madelung流体动力学在二维材料等离子体光学和非线性光学中的应用

介观与纳米尺度物理 2025-04-16 v3 材料科学 量子气体

摘要

本文探讨了将 Madelung 流体动力学模型应用于研究二维电子气体,重点关注非局域等离子体光学和非线性光学。我们首先回顾了 Madelung 方程的推导。利用 Madelung 方程结合泊松方程,我们在静电区域计算了磁等离子体激元的谱和磁光导率,并纳入了由费米压力引起的非局域修正。在无磁场的情况下,我们分析了非线性且非局域的二阶谐波产生,展示了等离子体激元激发如何增强该过程。我们进一步讨论了由非线性驱动的自调制现象的出现,导致等离子体激元色散的重新归一化。特别值得注意的是,我们展示了非线性放大了非局域效应,并利用流体动力学形式体系推导了重新归一化谱的简单解析表达式。

关键词

引用

@article{arxiv.2412.07903,
  title  = {Application of Madelung Hydrodynamics to Plasmonics and Nonlinear Optics in Two-Dimensional Materials},
  author = {Simão S. Cardoso and A. J. Chaves and N. Asger Mortensen and N. M. R. Peres},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2412.07903},
  year   = {2025}
}

备注

14 pages and 4 figures; formulas in Sec. B corrected