通过层相关激子-极化子效应提升双层 WSe2 共挑 second 谐波发生效率
介观与纳米尺度物理
2024-07-03 v1 材料科学
摘要
二维材料是受控 second 谐波发生（SHG）的卓越平台，这是一种具有广泛应用的重要非线性光学现象。当前的方法通常依赖非共挑条件或通过单栅极控制破坏对称性。本文采用双栅双层 WSe2，展示一种新的 SHG 增强概念，利用强激子共挑和层相关激子-极化子效应。通过在一层中选择性地局部化注入空穴，我们在充满空穴的层中诱导激子-极化子态，而在电荷中性层中保持正常激子态。这些层的差异共挑条件有效打破层间反演对称性，从而促进共挑 SHG。该方法在最小电场下实现了 SHG 的惊人 40 倍增强，相当于接近介质击穿阈值的条件，但仅使用约 3% 的临界击穿电场。我们的发现还揭示了共挑 SHG 对载流子密度和载流子类型的显著灵敏度，在不同的栅极条件下观察到不同的增强和耗尽。这一进展为操控 2D 激子材料的 SHG 提供了创新方法，并为探测层相关量子态提供了强大的光谱工具。
引用
@article{arxiv.2407.01854,
title = {Enhancing resonant second harmonic generation in bilayer WSe2 by layer-dependent exciton-polaron effect},
author = {Soonyoung Cha and Tianyi Ouyang and Takashi Taniguchi and Kenji Watanabe and Nathaniel M. Gabor and Chun Hung Lui},
journal= {arXiv preprint arXiv:2407.01854},
year = {2024}
}