Giant second-harmonic generation in ferroelectric NbOI2

二次谐波产生 铁电性 材料科学 光子学 光电子学 非线性光学 极化(电化学) 波长 光学 二次谐波成像显微术 光子 激发 纳米尺度 能量转换效率 准相位匹配 各向异性 激光器 物理 纳米技术 电介质 化学 物理化学 量子力学
作者
Ibrahim Abdelwahab,Benjamin Tilmann,Yaze Wu,David Giovanni,Ivan Verzhbitskiy,Menglong Zhu,Rodrigo Berté,Fengyuan Xuan,Leonardo de S. Menezes,Goki Eda,Tze Chien Sum,Su Ying Quek,Stefan A. Maier,Kian Ping Loh
出处
期刊:Nature Photonics [Nature Portfolio]
卷期号:16 (9): 644-650 被引量:209
标识
DOI:10.1038/s41566-022-01021-y
摘要

Implementing nonlinear optical components in nanoscale photonic devices is challenged by phase-matching conditions requiring thicknesses in the order of hundreds of wavelengths, and is disadvantaged by the short optical interaction depth of nanometre-scale materials and weak photon–photon interactions. Here we report that ferroelectric NbOI2 nanosheets exhibit giant second-harmonic generation with conversion efficiencies that are orders of magnitude higher than commonly reported nonlinear crystals. The nonlinear response scales with layer thickness and is strain- and electrical-tunable; a record >0.2% absolute SHG conversion efficiency and an effective nonlinear susceptibility $$\chi _{\mathrm{eff}}^{(2)}$$ in the order of 10−9 m V−1 are demonstrated at an average pump intensity of 8 kW cm–2. Due to the interplay between anisotropic polarization and excitonic resonance in NbOI2, the spatial profile of the polarized SHG response can be tuned by the excitation wavelength. Our results represent a new paradigm for ultrathin, efficient nonlinear optical components. Strained NbOI2 flakes with a thickness of 20 nm exhibit a record SHG absolute conversion efficiency of >0.2% and an effective bulk-like nonlinear susceptibility of 1.1 × 10−9 m V−1 at the fundamental wavelength of 1,050 nm. The spatial profile of the polarized second-harmonic generation response can be tuned by the fundamental wavelength.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
Zhe完成签到 ,获得积分10
刚刚
Nuyoah完成签到,获得积分10
刚刚
洁净雨发布了新的文献求助10
1秒前
qwd完成签到,获得积分10
1秒前
wanci的应助被青山见我采纳,获得10
1秒前
YANG完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
挽留完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
2秒前
科研小菜狗完成签到 ,获得积分10
2秒前
118QQ完成签到,获得积分10
2秒前
洁净雨发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
3秒前
叶轮机械发布了新的文献求助20
3秒前
领导范儿的应助被初景采纳,获得10
3秒前
4秒前
山北大花萼完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
Owen的应助被秋秋采纳,获得10
4秒前
2150号完成签到,获得积分10
4秒前
小李发布了新的文献求助10
4秒前
土豆泥完成签到,获得积分10
4秒前
molihuakai的应助被桐桐采纳,获得10
4秒前
5秒前
复杂便当发布了新的文献求助10
5秒前
洁净雨发布了新的文献求助10
5秒前
吉吉关注了科研通微信公众号
5秒前
5秒前
jie发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
sun完成签到,获得积分10
5秒前
电王发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
殷燕完成签到 ,获得积分10
6秒前
贪玩岱周完成签到,获得积分10
6秒前
逢春完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
7秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Energie-Contracting 1500
Spec 401: Standards for Jet Fuel Facility and Equipment Commissioning and Flushing at Airports, 2026.1 (Original Issue) 1000
Spec 103: Standard for Jet Fuel Quality Control at Airports, Revision 2026.1 1000
Mathematical models in hydrology 1000
Klimaschutzrecht durch den Energiesektor im Mehrebenensystem – Ein Rechtsvergleich 1000
Oncology Clinical Trials: Successful Design, Conduct, and Analysis, Second Edition 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8085866
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9499896
关于积分的说明 21415820
捐赠科研通 7654194
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3403018
关于科研通互助平台的介绍 2531961
邀请新用户注册赠送积分活动 2441468