“坏金属”中的优质等离子体：MoOCl2中长寿命双曲等离子体激元的发现

编辑推荐：来自多国合作团队的研究人员针对强关联金属中电荷集体激发态（等离子体激元plasmon）的存续难题，在“坏金属”MoOCl2中首次观测到低损耗双曲等离子体激元（HPPs）。该研究通过纳米光学成像与角分辨光电子能谱（ARPES）揭示，尽管费米面因多体效应重构且部分失相干，HPPs仍保持超长寿命，为拓展纳米光子学材料选择提供了新范式。

　　在传统认知中，优质等离子体激元（plasmon）通常存在于高导电金属中，其集体电子振荡可大幅压缩光波长至纳米尺度。然而，一项颠覆性研究发现，在电阻率突破莫特-约菲-雷格尔（Mott-Ioffe-Regel）极限的强关联“坏金属”二氯氧化钼（MoOCl₂）中，竟存在寿命超长的双曲等离子体激元（HPPs）。研究团队通过纳米光学成像直接捕获到这种独特的电磁模式——HPPs是光子与等离子体激元在极端各向异性介质中形成的混合波导模式。

角分辨光电子能谱显示，MoOCl₂的费米面因电子间多体相互作用发生显著重构并部分失相干，但HPPs仍展现出惊人的低损耗特性。这一发现不仅挑战了“高电阻必然导致等离子体激元阻尼”的固有认知，更揭示了多体效应对集体激发态的特殊调控机制，为设计新型纳米光子器件开辟了意想不到的材料路径。