一维超晶格下狄拉克电子的涌现子带-等离激元-极化激元

人工超晶格（SL）势已被广泛用于石墨烯中二维（2D）狄拉克电子气的能带结构工程。虽然这种工程化的电子能带结构可以改变石墨烯的光学或等离激元性质，但超出弱微扰效应（例如各向异性 Drude 权重）的涌现极化激元行为尚未见报道。在此，我们展示单层石墨烯中一维（1D）SL 势的极端调制使底层狄拉克能带色散发生形变，并在费米面附近引入阶梯状能级，从而在光学电导中导致涌现的子带间极化激元响应。在我们提出的系统中，hBN 封装的石墨烯置于一维周期性超栅之上。此外，置于超栅下方的背栅用作第二栅极，进一步调制石墨烯中未被超栅直接屏蔽区域的载流子密度。在强载流子密度调制下，石墨烯电子经历一系列深势阱，并且在垂直于调制方向的足够大动量下，狄拉克电子通过全内反射被波导化。这些波导模式表现为具有近乎等间距能级的平坦子带。结果，在等离激元色散中出现了具有超强耦合的杂化子带间-极化激元。我们的研究为探索具有栅可调电子能带结构的二维材料中的涌现极化激元开辟了途径。