层状铁电性氧二卤化铌中反常非线性光学响应的起源与调控
材料科学
2023-02-28 v1
摘要
实现大且高度可调的二阶非线性光学（NLO）响应，例如二次谐波产生（SHG）和体光伏效应（BPVE），对开发现代光学与光电子器件至关重要。近来，二维范德瓦耳斯铁电材料 NbOX2（X = Cl、Br 或 I）被发现具有异常大且各向异性的 SHG。然而，NbOX2 中 NLO 响应的物理起源与可调性仍不清楚。本文中，我们揭示 NbOCl2 中的大 SHG 由大跃迁偶极矩与能带嵌套诱导的大电子-空穴对强度之间的协同作用主导。值得注意的是，NbOCl2 在不同偏振光下可表现出显著不同的应变依赖 BPVE，其源于有趣的偏振依赖轨道跃迁。重要的是，我们通过对环境温度和外部压力的控制成功实现了可逆的铁电-反铁电相变，并伴随高度可调的 NLO 响应。此外，我们发现 NbOX2 中 SHG 与 BPVE 随变量 X 的演化遵循不同规律。我们的研究深化了对 NbOX2 中新颖 NLO 物理的理解，并为器件应用建立了强大的外场可调性。
引用
@article{arxiv.2302.12984,
title = {Unusual Nonlinear Optical Responses in Layered Ferroelectric Niobium Oxide Dihalides: Origin and Manipulation},
author = {Liangting Ye and Wenju Zhou and Dajian Huang and Xiao Jiang and Donghan Jia and Qiangbing Guo and Dequan Jiang and Yonggang Wang and Xiaoqiang Wu and Yang Li and Huiyang Gou and Bing Huang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2302.12984},
year = {2023}
}