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
蓝胖子完成签到 ,获得积分10
刚刚
合适南霜完成签到,获得积分10
刚刚
乐乐应助简单的芒果采纳,获得10
刚刚
Lun伦完成签到,获得积分10
1秒前
ibupro应助小密母采纳,获得10
1秒前
2秒前
理理发布了新的文献求助10
4秒前
ye发布了新的文献求助10
4秒前
HH完成签到,获得积分20
5秒前
完美世界应助整齐兔子采纳,获得10
6秒前
Hoo发布了新的文献求助10
6秒前
tong了一个包子完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
8秒前
ye完成签到,获得积分10
9秒前
微晶纤维素完成签到,获得积分10
9秒前
linpeng发布了新的文献求助10
11秒前
废物打工人完成签到,获得积分10
11秒前
13秒前
13秒前
小马甲应助活力安南采纳,获得10
14秒前
共享精神应助zhangzhirong采纳,获得10
14秒前
灝男发布了新的文献求助30
15秒前
16秒前
17秒前
17秒前
嘻嘻完成签到,获得积分20
17秒前
had完成签到,获得积分10
17秒前
陈平安发布了新的文献求助10
17秒前
Damon完成签到,获得积分10
17秒前
CipherSage应助我要吃挂面采纳,获得10
19秒前
赘婿应助ximeng采纳,获得10
19秒前
19秒前
脑洞疼应助sober采纳,获得10
19秒前
pw发布了新的文献求助10
20秒前
cheers完成签到,获得积分10
20秒前
xsnyy完成签到 ,获得积分10
21秒前
21秒前
23秒前
Hoo完成签到,获得积分10
23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
Cronologia da história de Macau 5000
咳嗽・喀痰の診療ガイドライン第2版2025 800
Petrology and Plate Tectonics 800
Electrode Potentials 550
《KNN基无铅压电陶瓷电学性能优化与物理机理研究》 500
The globalisation of real estate: the politics and practice of foreign real estate investment 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 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7009733
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8683686
关于积分的说明 18407737
捐赠科研通 6494775
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3104529
关于科研通互助平台的介绍 2173451
邀请新用户注册赠送积分活动 2080667