拓扑绝缘体中的等离激元学：自旋-电荷分离、耗尽层的影响以及声子-等离激元耦合

我们通过三个例子证明拓扑绝缘体（TI）为等离激元学提供了一个新平台。首先，我们展示拓扑绝缘体薄板的集体激发表现出自旋-电荷分离。这分别产生了纯电荷型的光学等离激元和纯自旋型的声学等离激元。其次，我们认为耗尽层混合了狄拉克（Dirac）和薛定谔（Schrödinger）电子，这可能导致诸如高调制深度和带间等离激元等新特征。该分析基于通常的光学等离激元公式的扩展，此公式依赖于薄板宽度和拓扑绝缘体的介电常数。第三，我们讨论拓扑绝缘体表面声子与等离激元的耦合，并发现强烈的杂化，特别是对于具有大薄板宽度的样品。