外延 Dirac 结构中的有限温度 Coulomb 激发

我们推导出了化学势的代数解析表达式，该表达式对所有类型的掺杂（即外延）带隙 Dirac 锥材料（包括带隙石墨烯、硅烯、锗烯和单层过渡金属二硫族化物）在任意温度下均无限制。作为推导的重要中间步骤，我们建立了一个可靠的分段线性模型用于计算二硫化钼的态密度，与先前获得的数值结果吻合良好。对于自旋和谷分辨的能带结构，我们得到了由于有限温度下上子带的热致掺杂导致的化学势的额外降低。研究表明，由于 $MoS_2$ 中电子态与空穴态之间的对称性被打破，在足够高的温度下化学势可以穿过零能级。这些结果使我们能够研究集体性质、极化率、等离激元及其阻尼。重点放在低温情况，此时初始电子掺杂起着至关重要的作用。我们清楚地展示了初始掺杂对所考虑材料的有限温度集体性质的贡献。