声子调制 Kerr 非线性效应于超薄 2H-MoTe2
光学
2026-03-20 v1 材料科学
摘要
控制光驱动量子材料的非平衡响应对于推进能量转换、超快电子学和量子计算应用至关重要。非线性光谱学是一种强大的工具，用于探讨这些系统中超快电子和声子动力学；然而，传统方法通常需要强激光脉冲（> 10 GW/cm2）且通常面临强背景。本文引入一种相位敏感的非线性光谱技术，工作在低激光功率（~ 10 kW/cm2，脉冲能量 ~ 10 pJ）下，实现对 few-layer（厚度为 3 到 5 层）2H-MoTe2 中相干声子的实时监测和主动控制。通过厚约 10 fs 的泵脉冲激发，我们实现声子相干激发，其周期性调制材料的 Kerr 非线性，导致滞后探测脉冲的交叉相位调制（XPM）。这种相位调制在时间上引起谱线展宽和中心质量（COM）的振荡，使我们能够在无背景情况下检测材料的微小非线性光响应。通过调整泵脉冲强度，可选择性地放大或抑制非线性响应，这控制了光激发载流子在电子能带中的分布。结合两种颜色非退化泵-探测测量和时序密合函数理论（TDDFT）计算，我们直接解析耦合的非平衡电子和声子动力学。双泵脉冲方案实现了声子振荡的精确控制，允许选择性激活或抑制特定声子模式，相应地调制 Kerr 非线性。
引用
@article{arxiv.2603.18830,
title = {Phonon-modulated Kerr nonlinearity in ultrathin 2H-MoTe2},
author = {Shaoxiang Sheng and Yang Luo and Chenyu Wang and Sayooj Sateesh and Yaxian Wang and Marko Burghard and Sayantan Patra and Bhumika Chauhan and Ashish Arora and Sheng Meng and Manish Garg},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.18830},
year = {2026}
}
备注
20 pages, 4 figures