論文の概要: Quantum Surface-Response of Metals Revealed by Acoustic Graphene Plasmons

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2008.07613v2
• Date: Thu, 10 Jun 2021 16:26:04 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-06 00:50:08.000717
• Title: Quantum Surface-Response of Metals Revealed by Acoustic Graphene Plasmons
• Title（参考訳）: アコースティックグラフェンプラズモンによる金属表面の量子応答
• Authors: P. A. D. Gon\c{c}alves, Thomas Christensen, N. M. R. Peres, Antti-Pekka Jauho, Itai Epstein, Frank H. L. Koppens, Marin Solja\v{c}i\'c, N. Asger Mortensen
• Abstract要約: 近くの金属の量子表面応答関数を探索するために、超高密度のグラフェンプラズモンがどのように使用できるかを示す。 以上の結果から,金属の量子応答を探索する有望なスキームが明らかとなった。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: A quantitative understanding of the electromagnetic response of materials is essential for the precise engineering of maximal, versatile, and controllable light--matter interactions. Material surfaces, in particular, are prominent platforms for enhancing electromagnetic interactions and for tailoring chemical processes. However, at the deep nanoscale, the electromagnetic response of electron systems is significantly impacted by quantum surface-response at material interfaces, which is challenging to probe using standard optical techniques. Here, we show how ultra-confined acoustic graphene plasmons (AGPs) in graphene--dielectric--metal structures can be used to probe the quantum surface-response functions of nearby metals, here encoded through the so-called Feibelman $d$-parameters. Based on our theoretical formalism, we introduce a concrete proposal for experimentally inferring the low-frequency quantum response of metals from quantum shifts of the AGPs' dispersion, and demonstrate that the high field confinement of AGPs can resolve intrinsically quantum mechanical electronic length-scales with subnanometer resolution. Our findings reveal a promising scheme to probe the quantum response of metals, and further suggest the utilization of AGPs as plasmon rulers with \r{a}ngstr\"{o}m-scale accuracy.
• Abstract（参考訳）: 物質の電磁応答の定量的理解は、最大、多目的、制御可能な光-物質相互作用の精密な工学に不可欠である。 特に材料表面は、電磁相互作用の強化と化学プロセスの調整のための顕著な基盤である。 しかし、深いナノスケールでは、電子系の電磁応答は物質界面における量子表面応答によって大きく影響され、標準光学技術を用いて探究することは困難である。 ここでは、グラフェン-誘電体-金属構造中の超高密度アコースティックグラフェンプラズモン(AGP)が、近隣金属の量子表面応答関数を探索するためにどのように使用できるかを示す。 我々は,AGPの分散の量子シフトから金属の低周波量子応答を実験的に推定する具体的な提案を提案し,AGPの高磁場閉じ込めが本質的に量子力学的電子長スケールをサブナノメータ分解能で解くことを実証した。 この結果から, 金属の量子応答を探索するための有望なスキームが明らかとなり, さらに, プラズモン定規としての AGPs の利用を, \r{a}ngstr\"{o}m-スケール精度で提案した。

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