探测范德华异层结构中介观非局域屏蔽效应——基于极化子
光学
2026-03-11 v1 量子物理
摘要
对范德华 (vdW) 异层结构进行可预测的光学建模对于宏光学、近场光子学和量子技术至关重要。由于存在于 buried 界面的电荷转移和空间扩展的屏蔽，基于层层堆叠固定介电常数张量的局部描述方法面临挑战。然而，这种非局域修正主要在 Å 级纳米尺度的等离子体系统中被建立，且常被假设在光学波长尺度上可忽略。本文通过在过渡金属硫化物/{\alpha}-磷酸锶三氧化物 (TMDC/{\alpha}-MoO3) 声子极化子异层结构中暴露介观非局域屏蔜 regime，扩展至约140 nm，挑战了这一观点。利用声子极化子作为超灵敏探针，我们量化了电荷转移，并发现随着 {\alpha}-MoO3 薄化，极化子波长位移呈现厚度无关的饱和响应。与单纯增加建模复杂度不同，这种非局域饱和效应将设计层面的修正转化为一种机会，产生一种可迁移的跨材料度量标准。在超过120个器件上，该度量标准与 TMDC 与 {\alpha}-MoO3 之间的功函数差异呈线性比例。我们进一步识别出晶格失配设定的能量阈值，用于电荷转移，修订了 vdW 界面 Anderson 型能带对齐。
引用
@article{arxiv.2603.09383,
title = {Probing mesoscopic nonlocal screening in van der Waals heterostructures with polaritons},
author = {Xuezhi Ma and Zhipeng Li and Ruihuan Duan and Zeyu Deng and Hao Hu and Mengting Jiang and Yueqian Zhang and Xiaoyuan He and Qiushi Liu and Qiyao Liu and Yuan Ma and Fengxia Wei and Jiayu Shi and Chunqi Zheng and Guangwei Hu and Ping Koy Lam and Chengwei Qiu and Yu Luo and Zheng Liu and Qian Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.09383},
year = {2026}
}