Plasmons and screening in a monolayer of MoS$_2$
本文在无规相近似下研究了二硫化钼单层膜的动态介电函数。而在石墨烯中,等离子体激元的阻尼是由带间跃迁引起的,由于单层MoS $_2$中的大的直接带隙,集体电荷激发进入带内电子空穴连续体,类似于二维电子和空穴气体中的情况。由于在MoS $_2$中不存在电子-空穴对称性,因此p型和n型掺杂样品中的等离子体激元能量明显不同。由大的内在自旋轨道相互作用引起的自旋简并的打破导致足够大的载流子浓度,空穴以及电子的弗里德尔振荡的跳动。
2013-08-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Cumulant Green's function calculations of plasmon satellites in bulk sodium: influence of screening and the crystal environment
我们提出了从头计算的光电子能谱散装钠使用不同口味的累积展开近似的格林函数。特别是,我们研究了等离子体卫星的色散和强度。我们发现,卫星光谱比准粒子(QP)光谱,这表明,卫星的实验研究可以产生额外的信息超出了通常的研究的能带结构的许多细节更敏感。特别是,与均匀电子气(HEG)的比较表明,卫星受到晶体环境的影响,尽管钠的晶体势很弱。此外,晶格常数的温度依赖性反映在卫星的位置上。筛选的细节也起着重要的作用;特别是,从2s和2 p半芯能级跃迁的贡献影响卫星,但不影响QP。此外,将对筛选的贡献包括在RPA之外对卫星也有影响。最后,我们阐明了电子和空穴耦合的重要性,通过比较的时间顺序(TOC)和延迟(RC)累积展开近似的结果。我们再次发现了微小但明显的差异。由于所有的小影响加起来,我们最先进的计算产生一个卫星的位置,这是改善相对于以前的计算几乎一个电子伏特。这强调了这样一个事实,即卫星的计算比QP能带结构的计算精细得多。
2017-08-14 cond-mat.str-el
Theoretical determination of the effect of a screening gate on plasmon-induced superconductivity in twisted bilayer graphene
本文通过理论计算表明,屏蔽层仅在距离超导体小于3纳米时才影响扭转双层石墨烯的临界温度,从而支持等离子体介导的超导机制,并探讨了隧穿谱特征。
2023-09-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Gapped collective charge excitations and interlayer hopping in cuprate superconductors
利用共振非弹性X射线散射(RIXS)研究了电子掺杂铜氧化物超导体Sr $_{0.9}$ La $_{0.1}$ CuO $_2$(SLCO)中等离子体激元的传播.我们在二维布里渊区中心检测到$\sim$ ~120 meV的等离子体间隙,表明SLCO中的低能等离子体不是严格的声学。等离子体激元色散,包括间隙,准确地捕获分层$t$ - $J$ - $V$模型计算。最近RIXS数据从其他铜酸盐进行类似的分析表明,等离子体间隙是通用的,其大小与层间跳跃的幅度$t_z$。我们的工作揭示了层状铜氧化物中电荷动力学的三维性,为确定$t_z$提供了一种新的方法。
2022-06-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Frequency-dependent polarizability, plasmons, and screening in the 2D pseudospin-1 dice lattice
在无规相位近似下计算了骰子晶格的动态极化率。这个二维系统在低能量子激发谱中产生了赝自旋为1的无质量狄拉克费米子,提供了狄拉克锥和平带色散。由于平带的存在,极化率显示出与石墨烯(赝自旋-1/2狄拉克材料)的关键差异。我们发现,等离子体激元分支被捏在一个单一的点,$ω_p=q=μ$,独立的背景介电常数。最后,讨论了杂质的筛选效果。
2016-03-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Phonon spectral functions of photo-generated hot carrier plasmas: effects of carrier screening and plasmon-phonon coupling
研究了多组分热载流子等离子体中声子谱函数的光谱行为。电介质的极化函数的制定,使他们满足戴森方程的有效等离子体成分之间的相互作用。我们发现一个有用的总和规则,给出简单的等离子体物种之间的关系解决介电函数。考虑到极性和非极性光学声子,声学变形势,和压电库仑耦合的载波声子通道的各种声子谱函数的光谱分析。声子自能校正的影响在有限的温度范围内的随机相位近似扩展到包括动态屏蔽的影响,等离子体-声子耦合,和局部场校正的等离子体物种检查。我们提供了纤锌矿GAN中形成的光生电子-空穴等离子体的情况的数值数据。我们的研究结果表明,在多组分等离子体的介电响应和声子谱函数的等离子体物种的多样性的明确意义。
2016-05-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Interband and intraband transition, dynamical polarization and screening of the monolayer and bilayer silicene in low-energy tight-binding model
我们在低能紧束缚模型下研究了电场作用下单层和AB-堆叠双层硅烯的带间和带内跃迁,重点研究了动态极化函数、带电杂质屏蔽和等离子体色散.在无规相位近似(RPA)下得到了极化函数的数值发散,其对数奇异性对应于静态情况下动量${\bf q}=2{\bf k}_{F}$处一阶导数的不连续性,指出了从无带隙半金属到带隙绝缘体的拓扑相变点.我们还得到了依赖于幂律的Friedel振荡,它可以通过增加Rashba耦合来增强,这可以有助于带电杂质的屏蔽电势,其在离杂质的短距离内标度为$\sim r^{-1/2}$,在离杂质的长距离内标度为$\sim r^{-1/3}$。在电子-空穴连续谱的单粒子激发区,由于极化函数的虚部不为零,带间和带内跃迁发生,等离激元色散开始衰减到电子-空穴对中,本文主要讨论的是光学等离激元($\sim\sqrt{\bf q}$在长波极限)。
2018-05-20 cond-mat.str-el
Dielectric function, screening, and plasmons of graphene in the presence of spin-orbit interactions
我们研究了Rashba存在下石墨烯的介电性质和最一般形式的内在自旋轨道相互作用,即,对于任意频率、波矢量、掺杂和自旋轨道耦合(SOC)参数。的主要结果包括在推导封闭的解析表达式的虚部以及实部的偏振函数。几种极限情况,例如,讨论了纯Rashba或纯本征SOC的情况,以及Rashba和本征耦合参数相等的情况。在静态极限下,导出了带电杂质屏蔽势的渐近行为。在相反的限制($q=0$,$ω\to0$),等离子体激元色散的解析表达式,然后比较的数值结果。我们的结果也可以应用到相关的系统,如双层石墨烯或拓扑绝缘体。
2012-11-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Dynamical screening in bilayer graphene
我们计算1-圈极化在双层石墨烯在4带近似的任意值的频率,动量和掺杂。在低能量和高能量下,我们的结果分别简化为在两带近似下和单层图形情况下计算的极化函数,并分析了静态屏蔽和等离子体激元模式的特殊情况。
2011-04-12 cond-mat.str-el
Dielectric function and plasmons of doped three-dimensional Luttinger semimetals
Luttinger半金属是一种三维电子系统,具有抛物带接触和有效的总自旋$J=3/2$。本文提出了具有任意载流子密度和导价有效质量不对称的反型对称Luttinger半金属的介电屏蔽的解析理论。假设一个球形近似的单粒子的Luttinger哈密顿量,我们确定解析的介电屏蔽函数的随机相位近似的任意值的波矢量和频率,后者在复平面。我们使用这个解析表达式来计算电荷扇区中集体模的色散关系和朗道阻尼(即,等离子体激元)。
2019-10-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Dynamical screening effects in correlated materials: plasmon satellites and spectral weight transfers from a Green's function ansatz to extended dynamical mean field theory
在关联电子系统中,库仑相互作用的动力学屏蔽导致了具有动力学哈伯德相互作用U(Ω)的低能有效问题。我们提出了一个格林函数的安德森杂质问题与延迟的相互作用,其中格林函数分解成一个有效的静态U问题和玻色子高能量部分引入集体等离子体激元激发的贡献。我们的方法依赖于尺度分离的低能量的属性,相关的瞬时静态U,从中间到高能量的功能起源于相互作用的延迟部分。我们认为,对于相关材料的延迟相互作用产生的向下折叠的高能量的自由度,特征频率通常是在反绝热制度。在这种情况下,玻色子因子的精确近似相对容易构造,最简单的是动力学原子极限问题的玻色子因子。我们基准的质量,我们的方法对数值精确的连续时间量子蒙特卡罗结果的安德森-荷尔斯泰因模型,在一半和四分之一填充。在扩展的动力学平均场论中,我们进一步研究了Hubbard-Holstein模型中的Mott跃迁。最后,我们将我们的技术应用到一个现实的三带哈密顿SrVO 3。我们表明,我们的方法再现,有效质量重整化和较低的哈伯德带的位置通过一个动态屏蔽U,先前确定的从头算约束随机相位近似。我们的方法还可以用于动力学平均场论之外的方案中,开辟了一种描述相关材料中卫星和等离子体激元激发的相当通用的方法。
2011-07-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Screening of Coulomb interactions in Holography
我们引入库仑相互作用的全息描述的强相互作用系统,通过执行(电流电流)双迹变形的边界理论。在Reissner-Nordström背景的对偶理论中,这种变形导致密度-密度响应中的间隙等离子体振子模式,正如传统RPA计算所预期的那样。我们进一步表明,通过在$d$时空维度的边界理论中引入$(d + 1)$维库仑相互作用,我们恢复了色散与$\sqrt{|\mathbf{k}|}$成比例的等离子体模式,例如在石墨烯层中观察到的。此外,最近的实验结果在层状铜氧化物高温超导体的动机,我们提出了一个玩具模型的层状系统组成的无限堆栈(空间)的二维层,耦合只有长程库仑相互作用。这导致低能量的"声学等离子体激元"。最后,我们计算的光学电导率的变形理论在$d = 3 + 1$,其中的对数校正是存在的,我们展示了如何这可以与狄拉克和Weyl半金属中测得的电导率。
2019-07-02 cond-mat.str-el hep-th
Bulk Hydrodynamic Transport in Weyl Semimetals
本文探究外尔半金属体流体动力学输运中集体纵向模式(等离子体激元)的作用,发现其有隙但能隙可通过降温和降低化学势缩小至热可及,且在电荷中性附近极洁净样品中会影响热导率与粘度。
2025-04-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Dynamical current-current susceptibility of gapped graphene
我们给出了石墨烯中任意频率、波矢、掺杂和质量项引起的带隙的电流-电流关联函数的解析表达式。在静态极限下,我们分析了朗道(轨道)和泡利磁化,以及Lindhard校正,其中描述弗里德尔和RKKY振荡。在非相对论极限下,我们比较了我们的结果与通常的二维电子气(2DEG)的情况。我们发现,轨道磁化率(OMS)在带隙的石墨烯是模糊的能量标度给出的倒数质量。等离子体激元色散和Lindhard函数的非相对论极限再现了2DEG的结果。同样的结论也适用于泡利部分的磁化率。带隙石墨烯的特殊能带结构导致赝自旋顺磁性,从而导致特殊形式的OMS。
2011-06-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Screening properties of a two-component charge Bose gas
文献\cite{alex2comp}利用Bogoliubov方程讨论了两组分玻色-爱因斯坦凝聚体的激发谱。在这里,我们作出额外的贡献的线性响应函数和介电函数的两个组件CBG在凝聚相,以及使用Gross-Pitaevskii(G-P)方程的等离子体激元激发光谱的确认。
2004-03-11 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Effective screening and the plasmaron bands in Graphene
石墨烯中的电子-等离子体激元耦合最近已被证明会引起“等离子体激元”准粒子激发。已经预测这种耦合的强度取决于有效的屏蔽,而有效的屏蔽又取决于石墨烯片的介电环境。在这里,我们通过使用角分辨光电发射光谱评估等离子体带与空穴带的分离来比较四种不同衬底上石墨烯的环境筛选强度。与G 0 W-RPA预测的比较用于确定下面的衬底层的有效介电常数。我们还表明,等离子体和石墨烯的电子性质可以独立操纵,一个重要的方面,可能用于“等离子体”设备。
2011-07-21 cond-mat.str-el
Plasmon transport in graphene investigated by time-resolved measurement
等离子体激元是一种集体电荷振荡,它提供了在纳米级电路中使用光信号的可能性。最近,使用石墨烯的等离子体激元引起了人们的兴趣,特别是因为通过载流子密度$n$的可调谐等离子体激元频率。然而,等离子体速度的$n$依赖性很弱($\propto n^{1/4}$),并且难以在数量级上调谐频率。在这里,我们证明了石墨烯中的等离子体激元的速度可以通过施加磁场$B$和存在/不存在栅极而改变两个数量级;在高$B$下,形成边缘磁等离子体激元(EMP),其是位于样品边缘的等离子体激元,其速度取决于$B$和栅极屏蔽效应。速度的宽范围可调谐性和观察到的低损耗等离子体传输鼓励设计用于等离子体应用的石墨烯纳米结构。
2012-04-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Coulomb screening and collective excitations in a graphene bilayer
我们研究了石墨烯双层膜的库仑屏蔽特性和集体激发。静态屏蔽效应是各向异性的,并且在未掺杂的石墨烯双层中比在单层石墨烯中强得多[1]。动态屏蔽显示了狄拉克气体在低频的性质和费米气体在高频的性质。从狄拉克到费米气体的跃迁也在等离子体光谱中观察到。最后,我们发现掺杂的石墨烯双层中的电子气与含有两个能谷的材料中的费米气体具有非常相似的性质。
2006-11-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Dynamical Correction to the Bethe-Salpeter Equation Beyond the Plasmon-Pole Approximation
Bethe-Salpeter方程(BSE)是计算分子系统光学激发能的一种有效方法。类似于含时密度泛函理论的无处不在的绝热近似,静态近似,其取代了动态(即,频率相关)内核的静态限制,通常在大多数实现的BSE形式主义。在这里,超越静态近似,我们计算的动态校正的电子-空穴屏蔽的分子激发能由于重整化的一阶微扰校正的静态BSE激发能。目前的动力学修正超越了等离子体极近似的库仑相互作用的动力学屏蔽内的随机相位近似精确计算。我们的计算基准对高级别(耦合簇)计算,允许评估单重态和三重态光学跃迁的动态校正带来的明显改善。
2020-09-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el physics.chem-ph
Holographic Plasmon Relaxation with and without Broken Translations
我们利用全息框架研究了强耦合和量子临界系统中体等离子体激元的动力学和弛豫。我们详细分析了一类全息自下而上模型的等离子体激元模式的色散关系。与简单的流体力学公式相比,我们纠缠在三个最小阻尼模式之间的复杂相互作用,揭示了潜在的物理过程。如等离子体频率和有效弛豫时间与系统的电磁耦合、电荷和温度的关系。引入动量耗散,然后确定其对阻尼的额外贡献。最后,我们考虑了平移不变性的自发对称性破缺。在拨号的SSB的强度,我们观察到的弹性模量控制的纵向声速的增加和带隙等离子体激元的等离子体频率的降低。我们评论这个机制的凝聚态的解释。
2019-08-18 cond-mat.str-el hep-th
Tunable interband and intraband plasmons in twisted double bilayer graphene
扭曲莫尔超晶格中的平带支持各种拓扑和强关联现象以及容易调谐的电学和光学性质。在这里,我们证明了扭曲的双层石墨烯中存在可调谐的,长寿命的,平坦的带内和带间太赫兹等离子体。我们发现,带间等离子体激元起源于一个范霍夫奇点的存在下,在联合状态密度和一个有限的Berry连接对涉及的频带。我们发现带隙的带间等离子体激元模具有普遍的色散,等离子体激元带隙由范霍夫奇点在联合态密度中的位置决定。金属云纹系统支持一个额外的带内等离子体激元模式,由于带间相关性的影响,该模式在大动量极限下变得平坦。我们表明,无阻尼和平坦的等离子体模式在莫尔系统是高度可调的,可以通过改变垂直电场和电子掺杂控制,他们坚持在很宽的扭转角范围。
2022-05-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Probing the bulk plasmon continuum of layered materials through electron energy loss spectroscopy in a reflection geometry
已知2D导电平面的周期性布置具有(体)等离子体激元色散,该等离子体激元色散在3D金属的典型的带隙行为与作为平面外波矢量的函数的无隙声学状态之间插值。半无限系统-与反射几何中的电子能量损失谱(EELS)相关的配置,如在高分辨率EELS(HREELS)中-已知其具有停止在截止波矢以下传播的表面等离子体。由于f-和规则需要一个有限的响应是否存在尖锐的激发,我们证明了什么留在表面损失函数-材料响应探测HREELS -是从(散装)等离子体激元的无限系统的贡献。特别是,我们提供了一个一对一的映射之间的等离子体激元连续体和表面损失函数中的光谱权重。根据这一结果,我们建议HREELS被认为是一个长波长的探针的等离子体连续层材料。
2022-08-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Hydrodynamic sound and plasmons in three dimensions
在Lucas和Das Sarma [Physical Review B 97,115449(2018)]最近的一篇论文中,在流体动力学领域考虑了2D金属中集体模式的可解模型。在目前的工作中,我们推广的流体动力学理论的三维金属的强耦合量子库仑等离子体中的声音模式的计算可以明确。感兴趣的具体理论问题是如何通常的线性分散流体动力学的声音模式涉及到众所周知的有间隙的3D等离子体激元集体模式中存在的长程库仑相互作用。我们分析表明,零声在无碰撞制度和流体动力学区域中的第一个声音成为大量的3D,获得有限的间隙,因为远程库仑相互作用,而他们的阻尼率成为二次动量。我们还讨论了其他类型的长程势,其中相应地修改了声音模式的色散。一般的结果是,在长程库仑相互作用的存在下,首阶流体动力学声模总是由首阶等离子体频率给出,但次首阶色散校正在流体动力学和无碰撞区域不同。
2021-04-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Dipole-active collective excitations in moiré flat bands
集体等离子体激发莫尔平带显示出独特的性能,反映了强的电子-电子相互作用和不寻常的载流子动力学在这些系统。与传统的二维等离子体激元模式不同,莫尔等离子体激元在低频时以$\sqrt{k}$形式分散,在高频时进入粒子-空穴连续谱,莫尔等离子体激元穿透平带连续谱并获得强的带外特性。由于莫尔超晶格晶胞的复杂结构,带外等离子体激元具有通过超晶格布里渊区中的区带折叠连接的几个不同分支。使用玩具哈伯德模型的相关绝缘秩序在一个平坦的频带,我们预测,这些高频模式成为强烈的偶极活性后,系统进行电荷排序,与低频模式的相关绝缘体间隙内的缺口。强的偶极矩和灵敏度的电荷顺序,使这些模式很容易通过光学测量,提供了一个方便的诊断相关的状态。
2020-11-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el