单晶钡钛盐绝缘薄膜的周期域反相
光学
2024-07-02 v1
摘要
我们报道了首次实现对单晶钡钛盐（BTO，即 BaTiO3）绝缘薄膜的电场周期性极化。由于BTO出色的光学非线性特性，这一结果是实现BTO准相位匹配的关键一步。我们首先利用脉冲激光沉积在�铱钆钛基板上生长BTO薄膜，后续加入一层薄层钙钛烷后作为极化的底电极。我们采用X射线衍射和压电响应力学显微镜对BTO薄膜进行表征，清晰地展示了薄膜的单晶、单域生长，从而实现了期望的周期性极化。为检验极化质量，我们应用了无损的压电力响应显微镜和基于刻蚀的扫描电子显微镜，结果表明实现了高质量、均匀且持久的50%占空比极化，周期范围为2 μm至10 μm。BTO薄膜实现周期极化的成功，解锁了在准相位匹配下进行高效非线性过程的潜力，这看似远不可行，由于以往的多晶BTO薄膜主要依赖于效率受限的随机或非相位匹配条件，为BTO光子器件的集成奠定了关键基础。
引用
@article{arxiv.2407.01008,
title = {Periodic domain inversion in single crystal barium titanate-on-insulator thin film},
author = {Pragati Aashna and Hong-Lin Lin and Yu Cao and Yuhui Yin and Yuan Gao and Sakthi Sanjeev Mohanraj and Di Zhu and Aaron Danner},
journal= {arXiv preprint arXiv:2407.01008},
year = {2024}
}