对称性破缺界面处的非线性扭转光学
介观与纳米尺度物理
2021-06-16 v2 光学
摘要
对称性破缺会在材料内部及界面处诱导出强烈的非线性光学响应。扭转角能够完全控制晶体界面上反演对称性的有无，因此成为调控非线性光学系统的一个极具吸引力的旋钮。与晶格刚性的传统非线性晶体不同，范德瓦耳斯(vdW)异质结构中的弱层间耦合允许任意选择扭转角，使得在单一器件内对基本界面对称性进行纳米机械操控成为可能。在此，我们报道了来自可纳米机械旋转的块体六方氮化硼(BN)晶体堆叠的高度可调二次谐波产生(SHG)，并引入术语“扭转光学(twistoptics)”来描述动态可扭转vdW系统中光学性质的研究。我们观察到SHG强度被调制超过50倍、由莫尔界面对称性决定的偏振图案，以及通过堆叠由对称性破缺界面连接的多个BN块体晶体而增强的块体转换效率。我们的研究为旨在实现高效、可扩展且可调谐频率转换的紧凑型扭转光学架构奠定了基础，并证明了SHG可作为埋藏vdW界面的稳健探针。
引用
@article{arxiv.2006.13802,
title = {Nonlinear twistoptics at symmetry-broken interfaces},
author = {Kaiyuan Yao and Nathan R. Finney and Jin Zhang and Samuel L. Moore and Lede Xian and Nicolas Tancogne-Dejean and Fang Liu and Jenny Ardelean and Xinyi Xu and Dorri Halbertal and K. Watanabe and T. Taniguchi and Hector Ochoa and Ana Asenjo-Garcia and Xiaoyang Zhu and D. N. Basov and Angel Rubio and Cory R. Dean and James Hone and P. James Schuck},
journal= {arXiv preprint arXiv:2006.13802},
year = {2021}
}
备注
23 Pages, 17 Figures