利用飞秒脉冲对单层六方氮化硼进行介电击穿与亚波长图形化

六方氮化硼（hBN）已成为光子学中许多应用的一种有前景的二维（2D）材料。尽管其线性和非线性光学性质已被广泛研究，但其与高强度激光脉冲的相互作用——这对高次谐波产生、制备量子发射器以及 hBN 的无掩模图形化十分重要——尚未被探究。在此我们报道了由单飞秒激光脉冲诱导的 hBN 单层中介电击穿的首次研究。我们显示 hBN 在所有现有 2D 材料中具有最高的击穿阈值。这使我们首次清晰地观察到 2D 材料击穿阈值对带隙能量的线性依赖，表明此种线性依赖是独立于维度的普适标度律。我们还反直觉地观察到，具有比石英更大带隙和机械强度的 hBN 却具有更低的击穿阈值。这意味着 hBN 中的载流子产生效率高得多。此外，我们展示了在不损伤周围 hBN 薄膜或衬底的情况下对 hBN 的洁净去除，表明 hBN 在光学上非常稳健。烧蚀特征被显示具有极小的边缘粗糙度，这归因于其超高断裂韧性。最后，我们展示了具有亚波长分辨率的 hBN 飞秒激光图形化，包括 200 nm 的孤立条带宽度。我们的工作推进了强场 regime 下光与 hBN 相互作用的认知，并确证飞秒激光作为 hBN 单层一步确定性图形化的新颖且有前景的工具。