在 Sr$_2$RuO$_4$ 中观测到 Pines 妖模

金属的特征激发是其等离激元，即电子密度的量子化集体振荡。1956 年，David Pines 预言在含多于一种载流子种类的三维金属中可能存在一种独特的等离激元，被称为“妖模”（demon）。妖模由不同能带中电子的反相运动构成，是声学的、电中性的，且不与光耦合，因此从未在平衡的三维金属中被探测到。尽管如此，妖模被认为对多种现象至关重要，包括混合价半金属中的相变、金属纳米颗粒的光学性质、Weyl 半金属中的“soundaron”，以及例如金属氢化物中的高温超导。此处，我们给出 Sr$_2$RuO$_4$ 中妖模的证据，来自动量分辨电子能量损失谱（M-EELS）。由 $\beta$ 与 $\gamma$ 能带中的电子形成，该妖模无带隙，具有室温速度 $v=1.065 \pm 0.12 \times 10^5$ m/s 与临界动量 $q_c=0.08$ 倒易晶格单位。其谱权重违背低能部分求和规则，确证其电中性特征。我们的研究证实了已有 66 年的预言，并提示妖模可能是多带金属的普遍特征。