Electrical control of second-harmonic generation in a WSe2 monolayer transistor

三极管 激子 单层 半导体 光电子学 二次谐波产生 非线性光学 材料科学 晶体管 光子学 电场 物理 激光器 凝聚态物理 光学 纳米技术 电压 量子力学
作者
Kyle L. Seyler,John R. Schaibley,Pu Gong,Pasqual Rivera,Aaron M. Jones,Sanfeng Wu,Jiaqiang Yan,David Mandrus,Wang Yao,Xiaodong Xu
出处
期刊:Nature Nanotechnology [Nature Portfolio]
卷期号:10 (5): 407-411 被引量:543
标识
DOI:10.1038/nnano.2015.73
摘要

Nonlinear optical frequency conversion, in which optical fields interact with a nonlinear medium to produce new field frequencies, is ubiquitous in modern photonic systems. However, the nonlinear electric susceptibilities that give rise to such phenomena are often challenging to tune in a given material, and so far, dynamical control of optical nonlinearities remains confined to research labs as a spectroscopic tool. Here, we report a mechanism to electrically control second-order optical nonlinearities in monolayer WSe2, an atomically thin semiconductor. We show that the intensity of second-harmonic generation at the A-exciton resonance is tunable by over an order of magnitude at low temperature and nearly a factor of 4 at room temperature through electrostatic doping in a field-effect transistor. Such tunability arises from the strong exciton charging effects in monolayer semiconductors, which allow for exceptional control over the oscillator strengths at the exciton and trion resonances. The exciton-enhanced second-harmonic generation is counter-circularly polarized to the excitation laser, arising from the combination of the two-photon and one-photon valley selection rules that have opposite helicity in the monolayer. Our study paves the way towards a new platform for chip-scale, electrically tunable nonlinear optical devices based on two-dimensional semiconductors.
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
吴南宛完成签到,获得积分10
刚刚
1秒前
杪夏完成签到,获得积分20
2秒前
充电宝应助聪明的背包采纳,获得10
3秒前
3秒前
项彼夜完成签到,获得积分10
4秒前
Sophie发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
Sea_U发布了新的文献求助10
7秒前
ShiWuCai完成签到 ,获得积分10
7秒前
Jello完成签到,获得积分10
11秒前
科目三应助小葵葵葵葵采纳,获得10
13秒前
无花果应助科研通管家采纳,获得10
13秒前
共享精神应助科研通管家采纳,获得10
13秒前
xjcy应助科研通管家采纳,获得10
13秒前
爆米花应助科研通管家采纳,获得10
13秒前
xjcy应助科研通管家采纳,获得10
13秒前
脑洞疼应助科研通管家采纳,获得10
13秒前
FashionBoy应助科研通管家采纳,获得30
13秒前
13秒前
汉堡包应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
14秒前
14秒前
Orange应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
大模型应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
小蘑菇应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
14秒前
14秒前
14秒前
科研通AI6.4应助快乐盼雁采纳,获得10
15秒前
ll完成签到,获得积分10
16秒前
16秒前
16秒前
彭于晏应助RJQ采纳,获得10
16秒前
hunter完成签到 ,获得积分10
17秒前
17秒前
微笑的烨霖完成签到,获得积分10
18秒前
lei完成签到,获得积分10
18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
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
Chemistry and Physics of Carbon Volume 18 800
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
The formation of Australian attitudes towards China, 1918-1941 640
Signals, Systems, and Signal Processing 610
全相对论原子结构与含时波包动力学的理论研究--清华大学 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 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6441901
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8255853
关于积分的说明 17579255
捐赠科研通 5500618
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2900336
邀请新用户注册赠送积分活动 1877230
关于科研通互助平台的介绍 1717101