ACS Nano：二维硫化镓的非线性光学活性

芣苢

2022-07-27

二维 (2D) 材料的非线性光学 (NLO) 特性对基础物理和光电器件的开发非常重要。 然而，关于二维材料的NLO活性的研究相对较少。近日，香港理工大学Yuen Hong Tsang，Siu Fung Yu等报道了对二维硫化镓 (GaS) 的众多 NLO 特性的研究，包括二次谐波产生 (SHG)、双光子激发荧光 (TPEF) 和 NLO 吸收。

本文要点：

1）2D GaS的层相关SHG响应确定了奇数层的非中心对称性质，并且 47.98 pm/V（三层GaS）的二阶磁化率 (χ²) 值表明 SHG 信号的优异效率。

2）结构变形会引起对称性破缺并促进体相样品中的SHG，而液相剥离样品中可能的有效对称性破缺会导致SHG信号的增强，为研究人员提供了前瞻性的研究领域。从800到860 nm的TPEF的产生描绘了 2D GaS 材料的双光子吸收特性。

3）此外，2D GaS的可饱和吸收特性是通过-9.3×10³、-91.0×10³和-6.05×10³ cm/GW的最大非线性吸收系数 (β) 和分别在800、1066和1560 nm三个不同波长下24.4%，35.3%，29.1%的巨大调制深度 (T_s) 实现的。

该工作报道的NLO活性表明2D GaS材料有望促进未来非线性光电器件的技术进步。

Safayet Ahmed, et al. Nonlinear Optical Activities in Two-Dimensional Gallium Sulfide: A Comprehensive Study. ACS Nano, 2022

DOI: 10.1021/acsnano.2c03566

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.2c03566