堆垛层错启用中心对称范德华 RhI3 中的二次谐波产生
光学
2024-03-01 v1 应用物理
摘要
范德华 (vdWs) 材料中的二次谐波产生 (SHG) 因其在集成非线性光学和光电子应用中的潜力而备受关注。vdWs 材料中的堆垛层错作为一种典型的平面缺陷，可以引入新的自由度来调制晶体对称性和由此产生的 SHG 响应，然而，vdWs 材料中由堆垛层错主导的 SHG 的物理起源和可调性尚不清楚。在此，以本征中心对称的 vdWs RhI3 为例，我们从理论上揭示了由堆垛层错主导的 SHG 响应的起源，其中 SHG 响应源于能量上有利的 AC-C 堆垛层错，其在布里渊区中高对称路径 Gamma-M 和 Gamma-K 上的电跃迁在 810 nm 处起主导作用。这种由堆垛层错主导的 SHG 响应通过结构表征和 SHG 测量得到了进一步证实。此外，通过对 RhI3 施加静水压力，揭示了结构演化与 SHG 响应之间的相关性，SHG 增强高达 6.9 倍，这是由于压缩时更强的层间相互作用导致电子跃迁能量降低和动量矩阵元增大，从而放大了 SHG susceptibility。本研究为战略性设计堆垛层错奠定了基础，为非线性纳米光学开辟了新的途径。
引用
@article{arxiv.2402.19129,
title = {Stacking faults enabled second harmonic generation in centrosymmetric van der Waals RhI3},
author = {Yue Liu and Wen He and Bingze Wu and Fengyuan Xuan and Yuqiang Fang and Zhengbo Zhong and Jierui Fu and Jiapeng Wang and Zhipeng Li and Jinzhong Wang and Mingguang Yao and Fuqiang Huang and Liang Zhen and Yang Li and Chengyan Xu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2402.19129},
year = {2024}
}