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Collective charge excitations of the two-dimensional electrideCa2N
Physical Review B ( IF 3.7 ) Pub Date : 2017-09-19 00:00:00 , DOI: 10.1103/physrevb.96.125131 Pierluigi Cudazzo , Matteo Gatti
Physical Review B ( IF 3.7 ) Pub Date : 2017-09-19 00:00:00 , DOI: 10.1103/physrevb.96.125131 Pierluigi Cudazzo , Matteo Gatti
is a layered material that has been recently identified as a two-dimensional (2D) electride, an unusual ionic compound in which electrons serve as anions. The electronic properties of 2D electrides attract considerable interest as the anionic electrons, which form a 2D layer sandwiched between atomic planes, are highly mobile as they are not attached to any ion. Here, on the basis of first-principles time-dependent density-functional theory calculations, we investigate the collective excitations of the electrons—i.e., the plasmons—in as a function of wave vector . Our calculations reveal an intrinsic negative in-plane dispersion of the anionic plasmon, in striking contrast with the homogeneous electron gas. Moreover, for wave vectors normal to the planes, we find a long-lived plasmon that continues to exist well beyond the first Brillouin zone. This is a mark of the electronic inhomogeneities in the charge response that shares with other layered materials like transition-metal dichalcogenides and . Finally, we compare the plasmon properties of in its bulk and monolayer forms, which shows the effect of the different electronic structures and dimensionalities.
中文翻译:
二维电子Ca2N的集体电荷激发
是一种层状材料,最近被确定为二维(2D)驻极体,这是一种不寻常的离子化合物,其中电子充当阴离子。二维电子的电子性质引起了极大的兴趣,因为形成夹在原子平面之间的2D层的阴离子电子由于不与任何离子相连而具有很高的移动性。在此,根据第一原理的时变密度泛函理论计算,我们研究了电子(即等离激元)在电子中的集体激发。 作为波矢的函数 。我们的计算揭示了阴离子等离子体激元的固有负面内色散,与均质电子气形成鲜明对比。此外,对于波矢垂直于飞机,我们发现了一个长寿命的等离子体激元,该等离子体激元在第一个布里渊区以外的地方继续存在。这是电荷反应中电子不均匀性的标志, 与其他层状材料(例如过渡金属二卤化物和 。最后,我们比较了 以其本体和单层形式显示了不同电子结构和尺寸的影响。
更新日期:2017-09-19
中文翻译:
二维电子Ca2N的集体电荷激发
是一种层状材料,最近被确定为二维(2D)驻极体,这是一种不寻常的离子化合物,其中电子充当阴离子。二维电子的电子性质引起了极大的兴趣,因为形成夹在原子平面之间的2D层的阴离子电子由于不与任何离子相连而具有很高的移动性。在此,根据第一原理的时变密度泛函理论计算,我们研究了电子(即等离激元)在电子中的集体激发。 作为波矢的函数 。我们的计算揭示了阴离子等离子体激元的固有负面内色散,与均质电子气形成鲜明对比。此外,对于波矢垂直于飞机,我们发现了一个长寿命的等离子体激元,该等离子体激元在第一个布里渊区以外的地方继续存在。这是电荷反应中电子不均匀性的标志, 与其他层状材料(例如过渡金属二卤化物和 。最后,我们比较了 以其本体和单层形式显示了不同电子结构和尺寸的影响。