物性物理学：プラズモンの限界を探る

グラフェンに赤外光子を照射すると、グラフェン中の電子と赤外光子が相互作用して、プラズモンポラリトンと呼ばれるハイブリッド励起を形成できる。プラズモンは、マイクロメートルスケールの赤外光子のエネルギーをナノスケールで閉じ込め、さまざまなフォトニックデバイスに応用できる可能性がある。しかし、封止層の間にグラフェン試料を置くと、そのために生じる損失によってプラズモンの輸送が制限されることが多い。今回D Basovたちは、新たに設計した極低温近接場赤外顕微鏡装置の中でグラフェンを冷却することによって、封止層に挟まれたグラフェンのプラズモンが10 μm以上伝搬する可能性があることを示し、グラフェン中のプラズモン減衰と電子–フォノン相互作用に基本的限界を課している。この限界は、ねじれた2層グラフェンにおいて最近発見された非従来型超伝導などの他の多体現象に関与している可能性がある。

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