非平衡电气产生表面声子极化子

尽管其在传感、安防和通信等众多应用领域具有重要意义，但电气产生窄带中红外光仍然具有挑战性。不同于紫外或可见光谱区域，几乎没有材料具有中红外范围的直接电子跃迁，那些已有的材料通常需要通过复杂的带工程方案才能实现。一种替代机制独立于偶极活性材料跃迁，取而代之的是能量通过库仑相互作用耗散于极化晶格中。通过工程化极化纳米结构并耦合材料中的局部光模式，这种方式辐射的纵向声子可以进行光谱调谐，进而辐射中红外光子进入远场。最近的理论工作首次探讨了这一过程，指出其在与标准热发射体相比具有技术上的相关性。然而，该工作仍采用平衡电子气模型，这使得为设计最优装置以实验观察该效应提供信息变得困难。本文移除了这一限制，采用严格的、自洽的非平衡格林函数模型描述电子气，考虑设备中材料性质的变化以及电子-电子相互作用。尽管 Schrodinger-Poisson 迭代的不稳定性限制了我们仅能研究低偏置 regime，但结果表明，即便在如此低的偏置下，发射速率也可与室温热发射相当。这些结果为设计验证实验提供了可能， potentially 推动下一代中红外光电子器件的发展。