石墨烯超晶格中等离子体的非局域量子效应

我们利用非局域量子力学响应函数研究了一维超晶格（SL）势 $V_0 \cos G_0x$ 中的石墨烯等离子体。该 SL 引入了与电子子带跃迁相关的量子能量尺度 $E_G \sim \hbar v_F G_0$。在低于 $E_G$ 的能量下，等离子体色散高度各向异性；等离子体垂直于 SL 轴传播，但沿 SL 方向因电子跃迁而阻尼。这些结果对描述周期结构中低能等离子体的半经典近似的有效性提出质疑。在更高能量下，色散变为各向同性且呈 Drude 型，其有效 Drude 权重与局域化学势绝对值的平均相关。对动能的完整量子力学处理由此引入了非局域效应，使 SL 中的等离子体离域化，使系统表现得如同超材料，即便在电荷密度消失的奇异点附近也是如此。