非中心对称金属中的动力学极化与等离激元
介观与纳米尺度物理
2020-12-07 v2
摘要
我们研究了具有自旋轨道耦合的非中心对称金属(NCMs)的动力学极化函数与等离激元模式。这些体系在高于和低于自旋简并点(也称为能带接触点(BTP))的费米能量下具有不同的费米面拓扑。我们数值计算了精确的动力学极化函数,并给出了其在长波极限下的解析表达式。我们在随机相位近似框架下获得了等离激元色散。在NCMs中,当激发波矢趋于零时,带内与带间粒子-空穴连续谱(PHC)之间存在有限能隙。在长波极限下,带间PHC的宽度在费米能量低于和高于BTP时表现不同,这清晰地标志着费米面拓扑的改变。我们发现在高于和低于BTP的费米能量下,均存在位于带内与带间PHC之间的单一无阻尼光学等离激元模式。低于BTP的等离激元模式速度小于高于BTP者。有趣的是,当我们在BTP附近调节费米能量时,等离激元模式在一定的电子-电子相互作用强度范围内变为阻尼的。对于高于和低于BTP的费米能量,我们还得到了等离子体频率和等离激元色散的近似解析结果,其在长波极限下与数值结果吻合良好。等离激元色散为 ,其中 为长波极限下的等离激元激发波矢。我们发现,在固定e-e相互作用强度下改变载流子密度或反之,并不改变无阻尼等离激元模式的数量,尽管对于这些参数的某些取值阻尼等离激元模式数量可能更多。我们通过计算可在实验中测量的损耗函数和光学电导率展示了我们的结果。
引用
@article{arxiv.2009.13105,
title = {Dynamical polarization and plasmons in noncentrosymmetric metals},
author = {Sonu Verma and Arijit Kundu and Tarun Kanti Ghosh},
journal= {arXiv preprint arXiv:2009.13105},
year = {2020}
}
备注
18 pages, 9 figures