石墨烯的电动力学性质及其技术应用

石墨烯是一种新型二维材料，具有引人入胜的电动力学性质，例如能够支持伴随电磁场紧密约束的集体电子振荡（等离激元）。我们的目标是探索石墨烯中等离激元学及其他技术应用背景下的光与物质相互作用，同时将石墨烯作为研究多体物理（如等离激元、声子及其他元激发之间的相互作用）的平台。在自洽线性响应近似下分析了等离激元及等离激元-声子相互作用。我们证明，当等离激元能量超过光学声子能量时，电子-声子相互作用会导致巨大的等离激元阻尼，并引发等离激元与光学声子极化的奇特混合。当这两种激发具有相近的能量与动量时，等离激元-声子耦合最强。我们还分析了双层石墨烯中横向电场等离激元的性质。最后，我们表明热激发的等离激元强烈介导并增强了两个紧密分离的石墨烯片之间的近场辐射转移。我们还证明，在近场热光伏技术中，石墨烯可用作热发射体，从而带来高效率与高功率密度。近场传热在涨落电动力学框架下进行了分析。