КОНДЕНСИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ

Дисперсия коллективных плазменных возбуждений в свободно подвешенном графене

В. Е. Кирпичев, И. В. Кукушкин

Институт физики твердого тела РАН, 142432 Черноголовка, Россия

Аннотация: Методом неупругого рассеяния света впервые исследованы свойства плазменных возбуждений в свободно подвешенном графене в нулевом магнитном поле. Измерены зависимости плазменной энергии $E_{PL}$ от концентрации электронов ($n$), а также от волнового вектора ($q$). Показано, что зависимость плазменной энергии от электронной плотности близка к закону $E_{PL}$ $\sim$ $n^{1/4}$. Измерена дисперсия плазменных возбуждений в подвешенном графене с близким затвором и установлено, что в пределе малых волновых векторов плазменная энергия линейно зависит от импульса передачи, а в пределе больших волновых векторов дисперсия описывается законом $E_{PL}$ $\sim$ $q^{1/2}$. Показано, что эффективная диэлектрическая проницаемость, которая входит в закон дисперсии плазменных возбуждений в пределе больших $q$, не равна $1$, как можно было бы ожидать для случая свободно подвешенного графена, а оказывается близкой к величине $5.1$. Обнаруженная в свободно подвешенном графене неожиданно большая перенормировка эффективной диэлектрической проницаемости, наверное, может быть связана с большим межзонным вкладом в эффективное экранирование кулоновского взаимодействия.

Поступила в редакцию: 06.10.2025
Исправленный вариант: 13.11.2025
Принята в печать: 14.11.2025

DOI: 10.7868/S3034576626010062