Drastic Reduction of Plasmon Damping in Two-Dimensional Electron Disks
利用二维电子在不同直径圆盘中的共振微波吸收研究了等离子体阻尼。我们已经发现了一个意想不到的急剧减少的等离子体激元阻尼在政权的强延迟。这一发现意味着大的延迟等离子体场的平面外的二维电子系统的离域。报道了等离子体激元波阻尼与延迟参数之间的普遍关系。
2018-10-26 cond-mat.mes-hall
Simultaneous Measurements of Microwave Photoresistance and Cyclotron Reflection in the Multi-Photon Regime
在垂直磁场作用下，利用微波反射光谱同时测量了高迁移率GaAs/AlGaAs量子阱中的光电阻、电输运和等离子体回旋共振（PCR）。多光子跃迁被揭示为具有不同载流子密度的样品上的电阻和回旋反射的尖峰。我们的主要发现是，等离子体激元耦合是相关的回旋反射光谱，但尚未观察到的电导率信号。我们讨论了可能的机制相关的反射或直流电导率信号来解释这种差异。我们进一步证实了一种趋势，即高阶多光子的功能，可以观察到使用较高的载流子密度的样品。
2017-09-25 cond-mat.mes-hall
High-contrast plasmonic-enhanced shallow spin defects in hexagonal boron nitride for quantum sensing
六方氮化硼（hBN）是一种层状范德华材料，其自旋缺陷在量子传感领域具有巨大的应用潜力。然而，迄今为止，hBN自旋缺陷的光致发光和光学检测磁共振（ODMR）的对比度相对较低，这限制了它们的灵敏度。在这里，我们报告了在室温下46 $\%$的创纪录的高ODMR对比度，和同时增强的hBN自旋缺陷的光致发光高达17倍的金膜微波波导的表面等离子体。我们的研究结果是通过低能He $^+$离子注入在hBN纳米片中产生的浅硼空位自旋缺陷和通过光刻法制造的金膜微波波导获得的。我们还探讨了微波和激光功率对ODMR的影响，提高了hBN自旋缺陷对磁场探测的灵敏度。我们的研究结果支持了hBN自旋缺陷在纳米量子传感中的潜在应用。
2021-06-26 cond-mat.mes-hall quant-ph
Plasmon Mode Engineering with Electrons on Helium
本文通过氦上电子微通道器件实验，利用局部微波激发产生微波频率等离激元，实现其频率在数GHz范围内的可调谐性，并通过功率依赖性研究光谱展宽来源，为低维集体激发探测及混合量子系统集成提供途径。
2025-07-07 cond-mat.mes-hall quant-ph
A tunable plasmonic resonator using kinetic 2D inductance and patch capacitance
研究了两侧电极接触的高迁移率二维电子系统的微波响应。利用2DES的动态电感和电极间电容，我们构建了一个亚波长二维等离子体谐振器。我们已经表明，该电路的谐振频率可以控制的二维电子密度，外部磁场，或电极的大小。这开辟了使用等离子体电路阵列作为不同频率范围内的可调谐部件的可能性。
2020-11-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Plasmons in a Square of Two-Dimensional Electrons
本文用光学探测技术研究了二维正方形电子（2DES）的微波吸收谱。基本偶极和谐波四极等离子体激元模式已被确定，并在磁盘的几何形状相比。在正方形的2DES中，发现相邻的等离子体激元模式之间存在强相互作用，而在盘形几何结构中没有观察到这种杂交。我们建立了一个严格的理论平台来解析描述受限二维系统的磁光响应。所开发的理论提供了一个适当的描述所获得的实验结果。
2022-12-20 cond-mat.mes-hall physics.optics
Fate of electron beam in graphene: Coulomb relaxation or plasma instability?
二维系统中的电子束可以提供一个有用的工具来研究电子的能量-动量弛豫和产生微波辐射源于等离子体束不稳定性。当然，这两种应用不能共存：如果电子束松弛，电子束是稳定的;如果不稳定性存在，它强烈扭曲电子束的分布函数。在本文中，我们研究了电子-电子碰撞引起的束流弛豫的竞争和等离子体束流不稳定性的发展。我们发现，不稳定的等离子体模式与光束已经稳定的弱电子碰撞。在中间的电子-电子碰撞频率，不稳定性重新出现在普通的石墨烯等离子体激元模式。这种不稳定性被解释为从光束到二维等离子体激元的动量粘性转移。当等离子体激元波长和电子平均自由程处于同一数量级时，其增长率在流体动力学到弹道的交叉处达到最大值。
2019-10-02 cond-mat.mes-hall physics.plasm-ph
Two-Path Solid-State Interferometry Using Ultra-Subwavelength 2D Plasmonic Waves
我们报道了一种在微波频率下工作在二维（2D）等离子体波上的片上固态马赫-曾德尔干涉仪。金属栅极下方80 nm处的GaAs/AlGaAs 2D电子气定义了两个等离子体激元路径。门控的2D等离子体波达到~c/300（c：自由空间光速）的速度。由于这种超亚波长限制，2D等离子体干涉仪的分辨率比给定频率下的电磁对应物的分辨率高两个数量级。这种在低温下的GHz概念验证可以扩展到室温操作的THz IR范围，同时保持超亚波长限制的优点。
2012-12-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Influence of contacts on the microwave response of a two-dimensional electron stripe
本文对带有金属侧接触的有限宽二维电子条纹的电磁响应进行了理论研究。它示出的接触的位置，线宽，和振幅的等离子体极化激元共振的条纹的影响。在有限的磁场中，具有非活性圆极化的波的吸收（其在没有接触的无限系统中不被吸收）可能变得大于具有活性极化的波的吸收。结果进行了讨论，鉴于最近的微波实验中的二维电子系统。
2006-07-11 cond-mat.mes-hall
Non-Contact Spin Pumping by Microwave Evanescent Fields
渐逝光场的角动量已经在纳米光学和等离子体学中进行了研究，但在微波领域还没有。在这里，我们预测非接触泵的电子自旋电流在导体中激发的磁性纳米结构的倏逝杂散场。光子到电子自旋的相干转移与$g$因子成比例，该因子在窄隙半导体和拓扑绝缘体的表面态中很大。当自旋极化率显示出指示集体态的奇异性时，自旋泵浦电流是手性的。然而，在费米能量下具有线性色散的1D系统（例如金属碳纳米管）是例外，因为自旋泵浦即使没有相互作用也是手性的。
2020-07-28 cond-mat.mes-hall
Plasmon decay and non-equilibrium steady states in Josephson junction chains
Institute of Science and Technology Austria (ISTA)（奥地利科学技术研究所）；James Franck Institute（詹姆斯·弗兰克研究所）；Department of Physics, University of Chicago（芝加哥大学物理系）
研究约瑟夫森结链中多模式相互作用对内部相干性的影响，揭示非平衡状态下稳态特性的转变。
2026-04-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
From surface to volume plasmons in hyperbolic metamaterials: General existence conditions for bulk high-k waves in metal-dielectric and graphene-dielectric multilayers
我们从理论上研究了亚波长周期多层结构中宽带体大波矢（高k）传播波（如双曲型超材料中的体等离子体激元）的一般存在条件。描述的反射系数的广义共振极点的结构的单位细胞中的基本激发，并使用布洛赫定理，我们推导出解析表达式的大波矢传播解决方案的频带。我们应用我们的形式主义，以确定在两个重要的情况下存在的高k带：众所周知的金属电介质，最近推出的石墨烯电介质堆栈。我们证实，在薄金属层中的短程表面等离子体可以引起双曲超材料特性，并证明长程表面等离子体不能。我们还表明，石墨烯介电多层膜倾向于支持高k波，并探讨了这是可能的参数范围，证实了使用石墨烯的双曲色散材料的前景。该方法适用于各种各样的结构，如连续或结构化的微波，太赫兹（THz）和光学超材料。
2014-04-04 cond-mat.mes-hall physics.optics
Spin-orbit locking of magnons with localized microwave fields
本文在微波频段实现光子自旋-轨道耦合，利用受激磁粒子的倏逝微波场定向激发磁振子波束，并证明远距离纳米磁体间可通过磁振子交换实现可调强耦合与激发态纠缠。
2024-08-12 cond-mat.mes-hall
Selective damping of plasmons in coupled two-dimensional systems by Coulomb drag
本文研究库仑拖曳对平行二维系统中等离子体模式的影响，发现其会对耦合双层中的一个基本等离子体模式产生选择性阻尼，具体抑制模式取决于两层掺杂类型，为通过光学和微波散射实验探测二维电子系统中的库仑相互作用强度提供了新途径。
2023-12-08 cond-mat.mes-hall physics.optics
Energy density above a resonant metamaterial in the GHz: an alternative to near-field thermal emission detection
本文提出了一个实验，以方便地检测在微波范围内的辐射传热。根据Pendry十多年前给出的想法[1]，我们证明了具有1 cm周期的2微米半径钨线的3D阵列使得低成本材料在2.9 GHz左右的微波范围内表现出表面等离子体。这种加热的材料应表现出远高于环境发射的等离子体频率附近的发射峰。在近场中检测到的信号的分析也应该是分析均匀化理论在到材料的距离是超材料周期的量级时如何应用的工具。在相同的条件下，也可以为非局域介电性质提供一个模型。
2015-07-22 cond-mat.mes-hall physics.optics
Density dependence of microwave induced magneto-resistance oscillations in a two-dimensional electron gas
我们已经测量了连续微波照射下的二维电子气（2DEG）的磁阻作为电子密度和迁移率的函数与金属顶栅调谐。在整个范围内的密度和流动性，我们已经调查，我们观察到微波诱导的大振幅的振荡是B-周期性的。这些B周期振荡让人想起Kukushkin \textit{et al} [1]报道的那些，并且归因于边缘磁等离子体的存在。我们发现，在我们的样品中，B周期性并不随密度线性增加，而是在（2.4-3）10^{11} \rm cm^{-2} $范围内显示出一个平台。在这个制度中，B-周期振荡的相位被发现连续移动两个周期。
2005-02-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Microwave spectroscopy of a weakly-pinned charge density wave in a superinductor
最近出现了一系列小约瑟夫森结（又名超级电感器），作为超导量子器件的高电感、低损耗元件。我们注意到，一个典型的超电感器的内在参数，实际上把它放在玻色玻璃普适类，在一个足够长的链中的波的传播受到阻碍钉扎。它的弱点提供了一个广泛的交叉，从高频率的良好分辨的等离子体驻波的频谱到钉扎电荷密度波的低频激发频谱。我们与散射振幅的微波光子反射的超电感器的玻色玻璃的动力学。与拉金钉扎长度相比，在长尺度和短尺度上的动力学决定了反射振幅的低频和高频渐近线。
2019-01-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Frequency quenching of microwave induced resistance oscillations in a high mobility two-dimensional electron gas
实验研究了高迁移率电子GaAs/AlGaAs结构中微波诱导电阻振荡（MIROs）的频率依赖性，以探索可以观察到这些振荡的极限。结果发现，在直流传输实验中，在120 GHz以上的频率，MIRO开始淬灭，而在230 GHz以上，他们完全消失。结果将需要从理论上理解，但在一个模型中，其中强迫电子电荷振荡（等离子体激元）之间的辐射和单粒子电子激发朗道水平之间的相互作用过程中发挥中间作用的定性讨论。
2007-11-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topologically protected Dirac plasmons in graphene
拓扑光学态具有独特的抗缺陷性和无损耗传输能力，是光子学应用的理想材料，其中一类强有力的拓扑光学态是基于光学响应的时间反演对称性破缺，但现有的拓扑光学态要么结构复杂、体积庞大，要么只能在微波波段工作。在这里，我们提出并提供了一个理论证明的原理演示高度受限的拓扑保护的光学状态，以实现在红外频率在一个简单的二维材料结构-周期性图案化的石墨烯单层受到磁场低于1特斯拉。在我们的石墨烯蜂窝状超晶格结构中，等离子体激元在超晶格结处表现出实质性的非互易行为，导致拓扑保护的边缘状态和由该材料的强磁光响应实现的局部体模的出现，这导致在中等静态磁场下已经发生时间反演对称性破缺。所提出的方法是简单和强大的实现拓扑非平凡的2D光学状态，不仅在石墨烯，而且在其他2D原子层，并可能铺平道路，实现快速，纳米级，缺陷免疫器件集成光子学应用。
2017-06-13 cond-mat.mes-hall physics.optics
Novel relativistic plasma excitations in a gated two-dimensional electron system
在相对论条件下研究了导电顶栅覆盖下二维电子系统的微波响应，二维电导率为$σ_{2 \rm{D}} > c/2π$。弱阻尼等离子体波被激发在门控区域的2DES。由此产生的等离子体激发的频率和幅度显示出非常不寻常的依赖于磁场，电导率，栅极几何形状和从2DES的分离。我们表明，这种相对论性等离子体生存的温度高达300 K，允许新的室温微波和太赫兹应用。
2015-02-16 cond-mat.mes-hall
Magnetically-defined topological edge plasmons in edgeless electron gas
拓扑材料在本体上具有带隙激励，而在边界上具有受保护的无隙激励。磁等离子体激元是二维电子气在垂直磁场中的高频密度激发，是玻色子能带拓扑的原型。时间反转破坏磁场打开了一个拓扑间隙的散装MP的回旋频率;拓扑保护的边缘磁等离子体激元（EMP）桥接散装间隙和单向传播沿系统的边界。然而，迄今为止已知的所有电磁脉冲都附着在电子密度突然终止的物理边缘。这一限制使得设备的应用非常困难。在这里，我们展示了一类新的拓扑边缘等离子体-域边界磁等离子体激元（DBMP），在一个统一的无边二维电子气。这种DBMP出现在工程化的符号改变磁场的域边界处，并且受到跨磁畴的间隙陈数（+/-1）的差异的保护。它们沿着畴边界单向传播，并且不受畴缺陷的影响。此外，在外加磁场或栅极电压下，它们在微波频率范围内表现出宽的可调谐性。该研究为实现高速可重构拓扑器件开辟了新的方向。
2018-03-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Microwave induced resistance oscillations on a high-mobility 2DEG: absorption/reflection and temperature damping experiments
在这项工作中，我们解决了一些未解决的问题，微波诱导电阻振荡（MIRO）和最近观察到的零电阻状态非常高的迁移率的2D电子气体在GaAs/AlGaAs异质结的实验。特别是，我们通过反射/吸收实验研究电动效应，并研究MIRO的确切波形和它们的阻尼由于温度。结果表明，由于类金属反射和等离子体激元的电动效应是重要的，产生一个广泛的回旋共振线和一些振荡不符合MIRO。为了描述MIRO波形，采用了一个简单的模型，涉及辐射诱导散射与位移。发现MIRO量子寿命的温度依赖性与电子迁移率的传输散射时间之间存在非常好的相关性。的结果进行了比较与测量的Shubnikov-de Haas振荡下降到30 mK的同一样品。
2004-11-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Photovoltage Detection of Edge Magnetoplasmon Oscillations and Giant Magnetoplasmon Resonances in A Two-Dimensional Hole System
在我们的高迁移率p型AlGaAs/GaAs二维空穴样品中，我们首次在光伏测量中观察到微波诱导的B周期振荡。在我们测量的频率范围内（5 - 40 GHz），周期（ΔB）与微波频率（f）成反比。在高质量的重空穴系统中，边缘磁等离子体激元（EMP）产生了明显的振荡。在我们的有效质量非常大的孔样品中，观察到的电磁脉冲振荡既不在低频极限，也不在高频极限，并且在高磁场下电磁脉冲振荡的阻尼非常弱。同时，我们在二维浅孔系统（2DHS）中观测到巨等离子体共振信号。
2016-12-14 cond-mat.mes-hall
Quantum phase transition in small-size 1d and 2d Josephson junction arrays: analysis of the experiments within the interacting plasmons picture
本研究利用基于两个特征长度尺度的唯象模型，定量解释了五个一维和二维约瑟夫森结阵列的量子相变数据，支持相互作用超导等离激元图像，并发现一维阵列的转变偏向绝缘侧。
2024-11-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Energy landscape in two-dimensional Penrose-tiled quasicrystal
自80年代初在实验上实现以来，准晶一直是非常活跃的研究对象，其研究领域远远超出了固态物理的范围。在光学中，例如，光子准晶体由于其特殊的光谱性质，在光传输，等离子体激元和激光作用中的特殊行为引起了人们的强烈兴趣。最近，人们在一维准周期腔中的极化激元气体中观察到了准晶最显著的光谱特征之一，即能隙标记。这个实验结果证实了一个理论，这个理论在一维空间中已经非常完整。在大于1的维度上，这个理论还远远没有完成。此外，一些有趣的现象，如自相似本征模的存在可能会发生。所有这一切使得二维实验实现和数值模拟中肯和有吸引力的。在这里，我们报告的测量和能量标度分析的间隙标记和本征态的空间强度分布的微波彭罗斯瓦准晶。远不限于微波系统的考虑，我们的结果适用于更一般的一类系统。
2014-11-05 cond-mat.mes-hall
Magnetically tunable multi-band near-field radiative heat transfer between two graphene sheets
近场辐射传热与近场成像、热光电转换、热路器件等应用密切相关。NFRHT的主动控制是非常感兴趣的，因为它通过外部手段提供了一定程度的可调谐性。在这项工作中，一个磁可调的多波段NFRHT揭示了在两个悬浮的石墨烯片在室温下的系统。发现在外加磁场作用下，B=0时的单带谱分裂为多带谱。对于适度的磁场（例如，B= 4T）。一个带是由带内跃迁的经典制度，经历了蓝移的化学势增加。同时，另一个带是由量子区中的朗道能级间跃迁贡献的，这对化学势的变化是鲁棒的。对于强磁场（例如，B=15 T）时，存在一个附加带，其谐振峰出现在近零频率（微波区），源于磁等离子体激元零模式。在如此低的频率下，NFRHT的显著增强在任何以前的系统中都没有发现。这项工作可能为基于原子级薄石墨烯片的多波段热信息传输铺平道路。
2018-12-27 cond-mat.mes-hall physics.optics
