Магнитоплазменные возбуждения и эффект перенормировки скорости электронов и дырок в подвешенном графене, исследованные методом неупругого рассеяния света
В. И. Кукушкин, В. Е. Кирпичев, И. В. Кукушкин
Институт физики твердого тела РАН, 142432 Черноголовка, Россия
Abstract
Методом неупругого рассеяния света впервые исследованы свойства
плазменных и магнитоплазменных возбуждений в свободно подвешенном
графене. Помимо одночастичных возбуждений, связанных с переходами
между пустыми уровнями Ландау электронов и дырок, впервые обнаружены
коллективные плазменные и магнитоплазменные возбуждения в системе
электронов (и дырок) различной плотности. Показано, что в пределе
больших факторов заполнения происходит гибридизация плазменных и
циклотронных мод, отвечающая закону Кона, что позволяет прямым
способом измерять плазменную и циклотронную энергии. Из зависимости
циклотронной энергии от магнитного поля в подвешенном графене
исследовано изменение скорости электронов и дырок от их
концентрации. Обнаружен эффект сильной перенормировки дисперсии
электронов и дырок, заключающийся в увеличении скорости (на
40-50
1011 см-2. В подвешенном графене, а также в графене, лежащем
на поверхности двуокиси кремния, измерены зависимости ширины
магнитоплазменных резонансов от концентрации носителей заряда и
показано, что минимальные ширины резонансов составляют 3.5 и
14.8 мэВ, соответственно.