氢化物结构中碱金属嵌层用于低损耗等离子体

二维金属通常支持波长远小于自由空间辐射相同频率的无能隙等离子体。然而，这种电磁能的显著压缩通常伴随较高的损耗，需通过在费米能级附近进行谱构工程来缓解。于洁净系统中，一个足够高载流子密度的孤立、适度平坦的带可支撑免受电子-声子相互作用一阶修正的等离子体。然而，满足此类条件的材料往往是铁磁体、结构不稳定或难以制造。本文提出一类避免这些典型困难的带结构工程材料——六方石墨烯氮化物嵌层的碱金属 intercalation。我们发现，仅钠原子可赋予孤立带，使等离子体在电子-声子相互作用一阶修正下免受损耗。我们计算了更高阶的电子-声子损耗，发现频率约为 $1$ eV 时，电子-声子衰减机制可忽略不计——导致小频率范围内的衰减率约为 $10^7$ Hz。随后我们计算了电子-电子相互作用的损耗，发现这是支配性过程——导致等离子体向低频等离子体衰减的速率约为 $10^{14}$ Hz。