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
隐世求开完成签到,获得积分10
刚刚
yyy发布了新的文献求助10
刚刚
刚刚
molihuakai应助小鱼爱吃鱼采纳,获得10
刚刚
大个应助啵啵采纳,获得10
1秒前
1秒前
zhenying发布了新的文献求助10
1秒前
远方完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
终陌发布了新的文献求助10
2秒前
渡己完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
华仔应助dreamlightzy采纳,获得10
2秒前
3秒前
周洁发布了新的文献求助10
3秒前
李佳毅发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
魏丽香发布了新的文献求助10
4秒前
李爱国应助勤奋的易槐采纳,获得10
5秒前
大佬帮帮我完成签到,获得积分10
6秒前
Sweet发布了新的文献求助10
6秒前
肖紫若发布了新的文献求助10
6秒前
爆米花应助甜甜的大香瓜采纳,获得10
6秒前
6秒前
香蕉觅云应助muziLi采纳,获得10
7秒前
鱼干儿发布了新的文献求助10
7秒前
Akim应助哈哈采纳,获得10
7秒前
五档张诊人完成签到,获得积分10
8秒前
wing发布了新的文献求助20
8秒前
9秒前
9秒前
10秒前
10秒前
fyc发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
打你完成签到,获得积分10
11秒前
1111关注了科研通微信公众号
12秒前
fanyimeng1018关注了科研通微信公众号
13秒前
13秒前
13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
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 600
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Rosenblum, Global Change Biology 500
CLSI VET01S-2024 Performance Standards for Antimicrobial Disk and Dilution Susceptibility Tests for Bacteria Isolated From Animals (7th Ed) 500
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 化学工程 工程类 有机化学 物理 复合材料 生物化学 内科学 细胞生物学 基因 遗传学 免疫学 冶金 光电子学 癌症研究
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7770932
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9313815
关于积分的说明 20335271
捐赠科研通 7356230
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3316599
关于科研通互助平台的介绍 2465200
邀请新用户注册赠送积分活动 2331516