二维电子化合物材料 X$_2$N (X=Ca, Sr) 的电学、介电与等离激元性质：第一性原理研究
材料科学
2015-09-22 v1
摘要
基于第一性原理计算，我们系统研究了二维（2D）电子化合物材料 XN (X=Ca, Sr) 的电学、介电和等离激元性质。我们表明 CaN 和 SrN 在单层厚度下均稳定。对于大于1-单层（1-ML）的厚度，存在被限制在 [XN] 层之间区域的二维阴离子电子层。这些电子层被强烈捕获且彼此间耦合微弱。因此，对于许多性质（如表面能、功函数和介电函数）的厚度依赖性，最剧烈的变化发生在从1-ML到2-ML时。对于块体和少层 CaN 和 SrN，其介电函数的面内和面外实分量在涵盖近红外的扩展频率范围内具有不同符号，表明它们作为不定介质的潜在应用。我们发现块体 CaN 和 SrN 可在近红外范围支持表面等离激元模式。此外，紧密束缚的等离激元模式可存在于其少层结构中。这些模式相比传统贵金属材料的波长显著更短（约几十纳米），表明它们在更小尺寸的等离激元器件方面的巨大潜力。
引用
@article{arxiv.1502.02321,
title = {Electronic, Dielectric, and Plasmonic Properties of Two-Dimensional Electride Materials X$_2$N (X=Ca, Sr): A First-Principles Study},
author = {Shan Guan and Shengyuan A. Yang and Liyan Zhu and Junping Hu and Yu-Gui Yao},
journal= {arXiv preprint arXiv:1502.02321},
year = {2015}
}
备注
49 pages, 17 figures, 1 table