В двумерных материалах бывают разные продольные возбуждения – фононы, плазмоны, экситоны и т.д., – сопровождающиеся колебаниями плотности и обладающие заметной дисперсией при q ≠ 0. Их можно обнаруживать методом спектроскопии потерь энергии быстрыми электронами, который дает доступ к большим импульсам рассеяния q.

В формировании дисперсий продольных возбуждений важную роль играет дальнее кулоновское взаимодействие, и уравнение дисперсии можно записать как –iω – v(q)σ(q,ω)q² = 0, где v(q) – двумерный фурье-образ кулоновского потенциала. Авторы этой работы показывают, что ключевой для правильной дисперсии является зависимость v(q), а проводимость, описывающую вещество само по себе, можно с хорошей точностью взять в оптическом пределе σ(0,ω). Иными словами, дисперсия внутренних возбуждений среды не очень важна.

На рисунке показаны функции потерь энергии на разных q при полном расчете (черные) и с оптическим приближением для σ (голубые). Действительно, оптическое приближение весьма точное.

#твердое_тело