Dirac 异质结中 Landau-声子极化激元的纳米成像
光学
2023-12-22 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
极化激元是支配量子材料光学响应并使其能够应用于纳米光学的光-物质准粒子。我们研究了一种在封装于六方氮化硼 中的磁化石墨烯中产生的新型极化激元。这些极化激元源于石墨烯的 Dirac 磁激子模式与 hBN 晶体的波导声子模式的杂化。我们将这些准粒子称为 Landau-声子极化激元。利用红外磁纳米成像技术，我们对 LPP 进行了成像，并通过改变磁场控制了它们在实空间中的传播。这些 LPP 具有大的面内动量，且不受传统光学选择定则的约束，使我们能够探测“禁戒”的 Landau 能级间跃迁。我们观察到 LPP 色散中的反交叉现象——强耦合体制的标志——其发生在磁激子与 hBN 声子频率匹配时。我们基于 LPP 的纳米成像还使我们能够分辨两种基本的 多体效应：石墨烯 Fermi 速度重整化和依赖于 ILT 的磁激子结合能。这些结果表明，磁场可调的 Dirac 异质结是用于精确纳米尺度控制和传感光-物质相互作用的有前景的平台。
引用
@article{arxiv.2312.14093,
title = {Nano-Imaging of Landau-Phonon Polaritons in Dirac Heterostructures},
author = {Lukas Wehmeier and Suheng Xu and Rafael A. Mayer and Brian Vermilyea and Makoto Tsuneto and Michael Dapolito and Rui Pu and Zengyi Du and Xinzhong Chen and Wenjun Zheng and Ran Jing and Zijian Zhou and Kenji Watanabe and Takashi Taniguchi and Adrian Gozar and Qiang Li and Alexey B. Kuzmenko and G. Lawrence Carr and Xu Du and Michael M. Fogler and D. N. Basov and Mengkun Liu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2312.14093},
year = {2023}
}