基于激子增强二次谐波生成的二维半导体堆叠序纳米光学成像
光学
2021-11-16 v1 介观与纳米尺度物理
材料科学
应用物理
摘要
二次谐波生成（SHG）是一种仅在电偶极极限下由反演对称性破缺引起的非线性光学响应。近年来，SHG作为一种通用且非侵入性的工具，因表征量子材料中晶体对称性及新兴铁性序或拓扑序而受到广泛关注。然而，传统的远场光学无法在深亚波长尺度探测局域对称性。在此，我们利用散射型纳米光学装置展示了空间分辨率低至20 nm的二维半导体及异质结的近场SHG成像。我们表明，在近场SHG中，原子级薄过渡金属硫族化合物的激子可极大增强其效率。此外，通过关联非线性与线性散射型纳米成像，我们解析了双层WSe2中层间堆叠序的纳米尺度变化，并揭示了由堆叠调谐的激子光-物质相互作用。我们的工作展示了在纳米尺度上对晶体对称性及结构-性能关系进行非线性光学探测，这与量子材料中新兴特性密切相关。
引用
@article{arxiv.2111.06955,
title = {Nanoscale Optical Imaging of 2D Semiconductor Stacking Orders by Exciton-Enhanced Second Harmonic Generation},
author = {Kaiyuan Yao and Shuai Zhang and Emanuil Yanev and Kathleen McCreary and Hsun-Jen Chuang and Matthew R. Rosenberger and Thomas Darlington and Andrey Krayev and Berend T. Jonker and James C. Hone and D. N. Basov and P. James Schuck},
journal= {arXiv preprint arXiv:2111.06955},
year = {2021}
}