由电子-电子相互作用导致的光学电导率与等离激元阻尼

我们重访由电子-电子相互作用引起的等离激元阻尼问题。等离激元线宽可关联于电荷磁化率的虚部，或等价地关联于光学电导率的实部 $\mathrm{Re}\sigma(q,\omega)$。首先通过标准半经典玻尔兹曼方程处理该问题，我们表明二维（2D）电子气的 $\mathrm{Re}\sigma(q,\omega)$ 在 $\omega\ll T$ 时按 $q^2T^2/\omega^4$ 标度，这与文献 [1] 和 [2] 的结果一致，但与文献 [3] 的结果不符，后者认为 $\mathrm{Re}\sigma(q,\omega) \propto q^2T^2/\omega^2$。为解决此分歧，我们使用文献 {mishchenko:2004} 的原始方法重新推导了任意比值 $\omega/T$ 下的 $\mathrm{Re}\sigma(q,\omega)$，并表明尽管最后一项确实存在，但其次于 $q^2T^2/\omega^4$ 项。我们分别从电子液体的剪切与体黏度的角度对主导与次主导贡献给予物理解释。我们还计算了三维（3D）电子气与掺杂单层石墨烯的 $\mathrm{Re}\sigma(q,\omega)$。我们发现，在其他参数均相同时，有限温度对等离激元线宽在石墨烯中影响最强，其中在 $\omega\ll T$ 时按 $T^4\ln T$ 标度。