在量子材料中，磁场对电子运动产生深远的影响。在强磁场作用下，二维电子系统表现出量子化的霍尔电导、手征边缘电流，以及独特的集体模式，即磁等离激元magnetoplasmons和磁激子magnetoexcitons。到目前为止，在电荷中性样品中产生这些传播的集体模式，并在天然纳米长度尺度上成像，这些在实验上是难以捉摸的。
近日，美国 纽约州立石溪大学(Stony-Brook University) Michael Dapolito，Xu Du & Mengkun Liu等，在Nature Nanotechnology上发文，报道了在自然长度尺度上，实验观测到了传播的磁激子极化激元，并报道了在近电荷中性石墨烯中的磁场可调色散。对这些集体模式及其相关的纳米电光响应进行成像，可以识别样品边缘极化激元调制的光学和光热电效应，这是最显著的近电荷中性。该项研究，主要是基于低温近场光学显微镜技术的创新，在高达7T磁场时，从而实现了二维材料近场响应的纳米成像。这种纳米磁光方法，是在低载流子掺杂样品中，利用高磁场，实现了探索和调控磁极化子。![]()
Infrared nano-imaging of Dirac magnetoexcitons in graphene.![]()
图1:要200K温度时，六方氮化硼hexagonal boron nitride，hBN封装石墨烯后，磁场相关扫描近场光学显微镜magneto scanning near-field optical microscope，m-SNOM，以及近场光电流狄拉克磁激子Dirac magnetoexcitons，DiME测量
![]()
图2:在近电荷中性石墨烯中，在场调谐0→1朗道能级Landau levels，LL跃迁区域的纳米红外图像。
![]()
图3:狄拉克磁激子DiMEs的磁场调谐。
![]()
图4:依赖于磁场的狄拉克磁激子DiMEs色散。
Dapolito, M., Tsuneto, M., Zheng, W. et al. Infrared nano-imaging of Dirac magnetoexcitons in graphene. Nat. Nanotechnol. (2023). https://doi.org/10.1038/s41565-023-01488-yhttps://www.nature.com/articles/s41565-023-01488-y声明：仅代表译者个人观点，小编水平有限，如有不当之处，请在下方留言指正！