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克罗地亚物理研究所--介电模型Al2O3衬底上掺锂石墨烯的偏压控制等离子体激元转换
      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(EF <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:

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