对材料电磁响应的定量理解对于最大的、多功能的、可控的光-物质相互作用的精确工程至关重要。特别是材料表面，是增强电磁相互作用和调整化学过程的重要平台。然而，在深纳米尺度下，电子系统的电磁响应受到材料界面的量子表面响应的显著影响，这对标准光学技术的探测具有挑战性。
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有鉴于此，南丹麦大学P. A. D. Gonçalves和丹麦技术大学N. Asger Mortensen等人展示了石墨烯-介质-金属（GDM）结构中的超限声学石墨烯等离激元如何被用来探测附近金属的量子表面响应函数，这里通过所谓的Feibelman d-参数进行编码。
本文要点：
1）提出了一个理论框架，在GDM异质结构中，石墨烯和金属衬底对声学石墨烯等离激元（AGPs）的响应中同时包含量子非局域效应。此外，该方法为实验测量金属的低频非局域电动力学响应提供了具体的建议。
2）模型在非局域随机相近似（RPA）水平上处理石墨烯，并使用一组称为Feibelman d-参数的微观表面响应函数，描述了金属响应的量子方面——包括非局域性、电子溢出和表面使能的朗道阻尼。这些参数d⊥和d∥分别测量感应电荷密度和切向电流密度法向导数的频率相关质心。
3）这项工作从声学石墨烯等离激元色散的量子位移来实验推断金属的低频量子响应，并证明了声学石墨烯等离激元的高场约束可以本质上解决亚纳米分辨率量子力学电子长度尺度的问题。这一发现对优化光子设计的能力具有重要意义，这些光子设计将远红外和中红外光学激发物（如AGPs）与纳米尺度的金属相结合，并在超致密纳米光子器件、纳米测量学和更广泛的表面科学中得到应用。
P. A. D. Gonçalves et al. Quantum surface-response of metals revealed by acoustic graphene plasmons. Nat. Commun. 2021, 12 (1), 3271.
DOI: 10.1038/s41467-021-23061-8.
文章来源：半导体技术情报
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