维电子系统，受制于垂直磁场回旋共振 cyclotron resonance（CR）的吸收电磁辐射。今日，麻省理工学院D. A. Bandurin，德国雷根斯堡大学E. Mönch，S. D. Ganichev团队，联合俄罗斯莫斯科国立物理与科技大学D. Svintsov在在Nature Physics上发文，报道了石墨烯中这种众所周知行为的定性偏差。对太赫兹光响应测量，揭示了在回旋共振CR倍频main overtone 的共振爆发，其超过了在普通回旋共振CR位置处检测到的信号。光响应对磁场、掺杂水平和样品几何结构的依赖性表明，这种反常现象根源在于Bernstein模式促进的近场磁吸收,即由非局域电子动力学重塑的超慢磁等离激元激发。接近回旋共振CR谐波，这些模式的特征在于平坦色散和放大辐射吸收发散的等离激元状态密度。研究结果表明，通过非局域集体模式的辐射吸收，可以促进强烈光响应，这一行为可能有望应用于红外和太赫兹技术。

Cyclotron resonance overtones and near-field magnetoabsorption via terahertz Bernstein modes in graphene

石墨烯，通过太赫兹伯恩斯坦模式的回旋共振泛频和近场磁吸收。

图1：掺杂石墨烯的反常太赫兹光响应。

图2：光电压和光敏电阻中的回旋共振 cyclotron resonance CR泛音。

图3：石墨烯的非局域太赫兹磁吸收。

　　该项研究观测到的共振太赫兹吸收，对进一步研究纳米尺度的光-物质相互作用，具有深远影响。

　　首先，石墨烯等离子体激元和电子回旋运动之间的相互作用，通过 Bernstein modes BMs的形成和非定域效应介导,可以很容易地达到强耦合区域。实际上，由于共振反交叉引起的Bernstein mode,BM能隙,可以估计为Δ≈10（aB/Rc）2ωc，其中aB是有效玻尔半径。取f=1.63THz，Δ/ωc≈0.17，这远远超出了共振碰撞诱导展宽。在这种情况下，来自较高朗道能级的电子弛豫，可能表现出相干量子拉比振荡，这可能在时间分辨测量中被检测到。

　　其次，与接近回旋共振谐波Bernstein mode BMs 相关超低集体激发，可能对多体效应敏感。因此，该研究方法，为在光响应实验中获得这些效应铺平了道路。第三，非局部测量方案，可以成为探测电子霍尔粘度的潜在工具，电子霍尔粘度是一个重要的输运系数，直到最近在低维系统中才引起重视。

最后，该项观察重新审视了非局部电导率在光-物质的相互作用，这在以前这通常被认为会阻碍场压缩和光减速。该项研究有力地驳斥了这一观点，并通过非定域性实现了高度受限的超慢等离子体激元模式。

文献链接：

https://www.nature.com/articles/s41567-021-01494-8

https://doi.org/10.1038/s41567-021-01494-8

信息来源：公众号【今日新材料】

氧化石墨烯：

氧化石墨烯(graphene oxide )是石墨烯的氧化物，一般用GO表示，其颜色为棕黄色，市面上常见的产品有粉末状、片状以及溶液状的。因经氧化后，其上含氧官能团增多而使性质较石墨烯更加活泼，可经由各种与含氧官能团的反应而改善本身性质。

氧化石墨烯薄片是石墨粉末经化学氧化及剥离后的产物，氧化石墨烯是单一的原子层，可以随时在横向尺寸上扩展到数十微米。因此，其结构跨越了一般化学和材料科学的典型尺度。氧化石墨烯可视为一种非传统型态的软性材料，具有聚合物、胶体、薄膜，以及两性分子的特性。氧化石墨烯长久以来被视为亲水性物质，因为其在水中具有优越的分散性，但是，相关实验结果显示，氧化石墨烯实际上具有两亲性，从石墨烯薄片边缘到中央呈现亲水至疏水的性质分布。因此，氧化石墨烯可如同界面活性剂一般存在界面，并降低界面间的能量。其亲水性被广泛认知。