有限温度下双层硅烯中的集体等离激元激发

我们探究了 n 掺杂双层硅烯系统的温度依赖等离激元模式，该系统由两层空间分离的硅烯单层组成，层间距离足够大以阻止层间电子隧穿。通过施加外电场，我们在所谓的随机相位近似内数值求解损耗函数的极点，以研究温度和几何结构在三种不同 regime 下对等离激元分支的影响：拓扑绝缘体、谷自旋极化金属和带绝缘体。此外，我们给出有限温度数值结果以及零温度解析结果，以支持关于外电场和温度对等离激元色散的显著不同影响的讨论。我们的结果表明，在零温度下，声学模式和光学模式均随外加电场增大而降低，并在系统从拓扑绝缘体过渡到带绝缘体时于谷自旋极化金属相出现不连续性。在有限温度下，光学等离激元在该不连续性附近被阻尼，而声学模式可能呈现连续过渡。此外，尽管光学等离激元分支随温度变化呈现非单调且显著的改变，声学分支色散在所有硅烯相中随温度仅显示可忽略的增长。进一步，我们的有限温度结果表明，在长波长下两条等离激元分支对层间分离的依赖性不受温度影响；声学模式能量随层间距离增大略有变化，而光学模式保持不变。