谷-自旋极化二维电子系统中的等离激元-声子耦合：单层硅烯的理论研究

我们研究了在交换场下硅烯谷-自旋极化金属相中，极性绝缘体衬底的表面光学声子与等离激元之间耦合所产生的杂化激发。我们在广义随机相位近似框架内进行计算，其中等离激元-声子耦合通过长程 Fr$\ddot{\mathrm{o}}$hlich 相互作用考虑。我们对不同自旋和谷子带中两个杂化等离激元分支的研究显示出与未耦合情形截然不同的行为。有趣的是，在一个谷中，发现高能杂化分支在自旋向上态中完全衰减，而在自旋向下态中却可以良好定义。此外，我们表明由于电子密度更高，无论谷指标如何，电子-声子耦合在两个自旋向下子带中都更强。另外，我们研究了电子-声子耦合对四个不同自旋-谷锁定子带的准粒子散射率的影响。我们的计算结果表明所有子带的散射率普遍增强，且自旋向下态中出现跳跃。这种与杂化等离激元模式衰减相关的急剧增加在未耦合情形中几乎不存在。该结果提出了一种操控谷-自旋极化硅烯集体模式的有效途径，可能在未来的谷电子学和自旋电子学应用中发挥作用。