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
密码学博士完成签到,获得积分10
刚刚
小曾完成签到,获得积分10
1秒前
onmyway完成签到,获得积分10
1秒前
ykk完成签到 ,获得积分10
2秒前
2秒前
Lucycomplex完成签到,获得积分10
3秒前
5秒前
科研通AI6.3应助mol采纳,获得10
7秒前
bkagyin应助soosoo采纳,获得10
7秒前
zhenxing完成签到,获得积分10
7秒前
Lancet发布了新的文献求助10
7秒前
香潘潘的楠瓜完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
温暖的寻雪完成签到 ,获得积分10
10秒前
11秒前
张晓东完成签到,获得积分10
11秒前
稳重诗蕾完成签到,获得积分10
12秒前
Java完成签到,获得积分0
12秒前
小土豆完成签到,获得积分10
14秒前
betty完成签到 ,获得积分10
15秒前
Green完成签到,获得积分10
16秒前
专注的思菱完成签到,获得积分10
17秒前
17秒前
Semy应助11112233采纳,获得10
17秒前
huofuman完成签到,获得积分10
19秒前
Orange应助Lynn采纳,获得10
20秒前
安详的觅风完成签到,获得积分10
22秒前
内向汽车完成签到,获得积分10
23秒前
AcademicElite完成签到,获得积分10
26秒前
niu完成签到,获得积分10
26秒前
li完成签到,获得积分10
27秒前
linliqing完成签到,获得积分10
30秒前
30秒前
魔幻人龙完成签到,获得积分20
31秒前
彭泽阳完成签到,获得积分10
31秒前
被门夹到鸟完成签到,获得积分10
32秒前
34秒前
35秒前
顶刊完成签到 ,获得积分10
36秒前
Lynn发布了新的文献求助10
37秒前
高分求助中
论现代体育科学研究的方法学特征 1000
Invited Discussant 63O and 64O 1000
Ideology and Meaning-Making under the Putin Regime 750
Safety Pharmacology 500
《KNN基无铅压电陶瓷电学性能优化与物理机理研究》 500
Petrology and Plate Tectonics 500
A Handbook of User Experience Research & Design in Libraries 400
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 计算机科学 化学工程 生物化学 物理 内科学 复合材料 催化作用 光电子学 物理化学 电极 细胞生物学 基因 遗传学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6914843
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8606480
关于积分的说明 18261272
捐赠科研通 6326497
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3067919
关于科研通互助平台的介绍 2095498
邀请新用户注册赠送积分活动 2045242