石墨烯中由于带间共振增强的有质动力

我们分析了与光波相互作用的二维极化子材料中的本征非线性。聚焦于石墨烯的情形，我们表明由等离子体极化子激发相关的载流子密度涨落引起的二阶非线性光电导率，与由振荡光场引起的有质动力密切相关。该关系首先通过优雅的热力学方法在带内散射主导电导贡献的频率范围内为类Drude等离子体建立。随后，我们将分析推广至带间区域，并表明在约为费米能一半的能量处，对有质动力的带内贡献发散。实际上，正如预期，热展宽正则化此发散，但即便在室温下通常仍留下强烈的有质动力增强。最后，我们研究了非局域修正的影响，发现非局域性并未导致进一步展宽（如Landau阻尼情形中所预期），而是导致有质动力带间共振的分裂。我们的分析应有助于利用石墨烯及其他二维极化子材料中的非线性这一开放探索，通过诸如二次谐波生成与光子拖曳等效应。