掺杂有锂原子的石墨烯具有较强的狄拉克等离子体激元，较弱的声学等离子体激元和较强的带间等离子体Li(π+σ)。在这里，我们证明了在掺杂锂的石墨烯上施加正偏压或负偏压，会导致Li(π+σ)等离子体激元出现（“接通”）或消失（“断开”），以及Dirac等离子体“转换”为强声等离子体。这具有两个重要的后果：1.偏置控制掺锂石墨烯的UV光学活性，2.偏置控制的2D等离子体激元质心的位置。这些效应被证明是非常可靠的，并且与实验设置的细节无关，这意味着它们易于进行实验验证，并且对于潜在的应用非常有吸引力。
  
Fig. 1 Al₂O₃表面或LiCx/Al₂O₃复合材料上碱掺杂石墨烯的晶体结构。
 
 
Fig. 2 (a) LiC₂，(b) LiC₂/Al₂O₃，(c) LiC₆和(d) LiC₆/Al₂O₃复合材料的投影能带结构。
 

Fig. 3 当(a)Q=0.054a.u.和 (b) Q=0.148a.u.时，LiC₂/Al₂O₃复合材料的EELS强度与费米能量(EF)的函数。当(c)Q=0.063a.u.，(d)Q=0.149a.u.时，LiC₆/Al₂O₃复合材料的EELS强度。当(e) Q=0.054a.u.，(f)Q=0.148a.u.时，SLG/ Al₂O₃复合材料的EELS强度。
 
  
Fig. 4 LiC₂/Al₂O₃复合材料中在不同正偏压(E_F <0)下的EELS和ℜϵ。
 
 
Fig. 5 LiC₂/Al₂O₃复合材料中三种不同空穴掺杂的Li(π+σ)等离子体激元的强度。
 
 
Fig. 6 三种不同的空穴掺杂在LiC₂/Al₂O₃复合材料中DP和AP的相互作用。
 
 
Fig. 7 RBA (黑色固体)和ICM (棕色虚线)计算LiC₂和LiC₆中的EELS强度的比较。
 
     相关研究成果于2020年由克罗地亚物理研究所第一作者Vito Despoja，发表在npj 2D Materials and Applications (https://doi.org/10.1038/s41699-020-0151-1)上。原文：Bias-controlled plasmon switching in lithium-doped graphene on dielectric model Al₂O₃ substrate。

摘自《石墨烯杂志》公众号：