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具有强二次谐波响应的非线性光学新晶体1M-WS2 | 进展

中科院物理所  · 公众号  · 物理  · 2025-05-21 18:18

主要观点总结

文章介绍了非线性光学晶体在光频转换、光通信和量子计算等领域的应用,以及传统体系和非中心对称层状晶体的差异。重点介绍了通过皮秒激光照射将2M-WS 2 转变为具有超高χ (2) 的非中心对称单斜相1M-WS 2 的研究。研究者们通过球差电镜表征和转角拉曼表征测试发现,这种转变具有超高的非线性光学响应,并提供了探索具有强二次谐波响应的非线性光学新材料的新思路。

关键观点总结

关键观点1: 非线性光学晶体在多个领域发挥重要作用,但传统体系存在限制。

文章首先介绍了非线性光学晶体的作用以及传统体系中存在的限制。

关键观点2: 层状晶体具有高的χ (2) ,可以通过应力、电场和表面修饰调控。

文章接着说明了层状晶体的优势以及如何通过外部调控提高其性能。

关键观点3: 研究者通过皮秒激光照射将2M-WS 2 转变为非中心对称的单斜相1M-WS 2 ,并发现其具有超高的χ (2) 。

文章重点介绍了该研究的主要成果,即通过激光照射诱导新型非线性光学材料的过程及其结果。

关键观点4: 研究成果在Nano Lett.上发表,并得到多个基金的支持。文中还介绍了参与工作的其他研究员和热门文章推荐。

文章最后提到了该研究得到的支持、发表的期刊以及其他热门文章推荐。


正文

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2 在平行偏振配置下A’’和A’模式的角分辨拉曼散射强度。(e)1M-WS 2 与典型二维材料的χ (2)

近期,中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心A02组的博士生李心悦和博士后宋伯钦在郭建刚研究员、应天平特聘研究员和陈小龙研究员的指导下, 通过皮秒激光照射,将2M-WS 2 转变成了非中心对称的单斜相1M-WS 2 (空间群Cm) ,其χ (2) 高达2362pm/V,远远大于单层MoS 2 的χ (2) ,如图1a所示。与之相比,飞秒激光照射将2M-WS 2 转化为了2H-WS 2 ,但其为中心对称结构,不具备非线性的光学响应。球差电镜表征发现1M-WS 2 的晶体结构与3R相的原子堆垛类似,但W-S键的畸变更大(图1b)。转角拉曼表征测试发现1M-WS 2 的A’’和A’振动模式分别呈现四重和二重对称,表明1M-WS 2







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