双层CrI3中层状反铁磁产生的巨大且非互易的二次谐波
介观与纳米尺度物理
2019-11-27 v1
摘要
层状反铁磁是铁磁层以反铁磁层间耦合的空间排列。最近，范德华磁体三碘化铬(CrI3)在其少层形式中成为首个层状反铁磁绝缘体，为新型器件功能开辟了广阔机遇。在这里，我们在双层CrI3中发现了一种涌现的非互易二阶非线性光学效应。观测到的二次谐波(SHG)是巨大的：比已知的磁化诱导SHG大几个数量级，并且与迄今研究的最佳二维非线性光学材料（如MoS2）中的SHG相当。我们表明，虽然双层CrI3的母晶格是中心对称的，因此不贡献SHG信号，但观测到的非互易SHG纯粹源于层状反铁磁序，它同时打破了空间反演和时间反演对称性。此外，偏振分辨测量揭示了潜在的C2h对称性，从而揭示了CrI3双层中的单斜堆叠顺序，为层状反铁磁的微观起源提供了关键的结构信息。我们的结果突出了SHG作为一种高度灵敏的探针，可以揭示微妙的磁序，并基于二维磁体开辟新的非线性和非互易光学器件可能性。
引用
@article{arxiv.1904.03577,
title = {Giant and nonreciprocal second harmonic generation from layered antiferromagnetism in bilayer CrI3},
author = {Zeyuan Sun and Yangfan Yi and Tiancheng Song and Genevieve Clark and Bevin Huang and Yuwei Shan and Shuang Wu and Di Huang and Chunlei Gao and Zhanghai Chen and Michael McGuire and Ting Cao and Di Xiao and Wei-Tao Liu and Wang Yao and Xiaodong Xu and Shiwei Wu},
journal= {arXiv preprint arXiv:1904.03577},
year = {2019}
}