天然二维石墨烯-滑石异质结构中等离子体-声子耦合的观测

二维（2D）材料在纳米光子学中占据重要地位，能够实现亚波长光限制及不同于其体态材料的光学现象。在中红外波段，基于石墨烯的异质结构和六方氮化硼（hBN）的范德华晶体因展现出源于等离激元、声子极化激元和混合等离激元-声子极化激元准粒子的实空间纳米光学而备受关注。在此，我们利用宽带同步辐射红外纳米光谱，研究了滑石（一种天然原子级平坦层状材料）及石墨烯-滑石（G-talc）异质结构的中红外纳米光子学特性。通过改变晶体厚度，我们实现了被归因于面内和面外振动的滑石共振的波长调控，这可作为其红外指纹。此外，我们观测到了石墨烯等离激元极化激元与滑石表面光学声子的耦合。与 G-hBN 异质结构的情况类似，该耦合形成了混合表面等离激元-声子极化激元模式，导致面外模式强度增加 30%，面内模式发生蓝移，并且我们通过改变栅极电压成功改变了这种混合的振幅。因此，我们的结果将滑石和 G-talc 异质结构推广为像 hBN 和 G-hBN 一样具有吸引力的纳米光子学材料，在亚衍射尺度可控操纵红外电磁辐射方面具有潜在应用。