石墨烯中的强非线性伯恩斯坦模式揭示等离子体增强的近场磁吸收

伯恩斯坦模式——源于二维电子系统中离心运动与集体振荡耦合的混合磁电子激发——提供对非局域电动力学的直接访问。这些模式可以表现出类似于腔量子电动力学中强耦合现象的丰富非线性行为，但达到非线性 regime 仍然在实验上具有挑战性。本文报道了使用内嵌金属接触实现的热束激发下石墨烯中非线性伯恩斯坦模式的观察。光阻谱揭示了在 Bc/2 和 Bc/3 处出现尖锐共振，辐射强度接近 cyclotron 共振低一个数量级时饱和。我们认为这是由于由于共振激发高幅度伯恩斯坦磁电子激发所致的电子气强局部加热，涉及近场的场浓缩效应以及在伯恩斯坦间隙中共振增强的等离子体放大效应。偏振分辨测量进一步确认了近场来源：伯恩斯坦共振对圆形极化 helicity 敏感，但对线性极化角度高度依赖，与 cyclotron 共振响应形成鲜明对比。我们的结果确立了石墨烯作为非线性磁电子学平台的地位，为强场操控集体电子动力学、非平衡电子输运以及固态类腔量子电动力学的类比提供了机遇。