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2022-08-20 19:26 |
我國科學(xué)家在基于二維材料的超快太赫茲非線性電光效應(yīng)研究方面取得新進(jìn)展
從中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院獲悉，近日，中科院合肥研究院強(qiáng)磁場中心盛志高課題組與荷蘭奈梅亨大學(xué)磁光課題組、中科院合肥研究院固體所羅軒課題組合作，在二維材料超快非線性電光效應(yīng)研究中取得新進(jìn)展。相關(guān)成果發(fā)表在光學(xué)經(jīng)典期刊Optics Letters上。 >Mj :'
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由于優(yōu)越的波譜性能，太赫茲相關(guān)技術(shù)在通訊、安檢、傳感等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景，被稱為“改變未來世界的十大技術(shù)之一”。實現(xiàn)高效、低損耗的太赫茲調(diào)制和探測，是目前該領(lǐng)域研究的重要方向。 3!Zd]1 $
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聯(lián)合團(tuán)隊采用強(qiáng)太赫茲超快泵浦探測技術(shù)，系統(tǒng)研究了新型范德瓦爾斯二維反鐵磁材料MnPS3晶體中的超快非線性克爾（Kerr）電光響應(yīng)。研究結(jié)果表明，這一具有單斜結(jié)構(gòu)、高各向異性的二維材料具有優(yōu)異的太赫茲非線性電光響應(yīng)，具備以下特性：首先是超快響應(yīng)速度。該材料在太赫茲泵浦作用下，可實現(xiàn)亞皮秒量級的超快電光響應(yīng)，可實現(xiàn)太赫茲超快效應(yīng)的瞬態(tài)探測；其次是克爾電光系數(shù)大。該材料的克爾電光系數(shù)高達(dá)13.1×10-14 cm2 W-1，并且有進(jìn)一步提升的空間；第三是非線性效應(yīng)。得益于該材料中心反演對稱結(jié)構(gòu)，太赫茲脈沖場作用下非線性電光效應(yīng)產(chǎn)生，對應(yīng)光學(xué)效應(yīng)主要為偶次階非線性效應(yīng)，可有效排除傳統(tǒng)電光器件中較強(qiáng)的線性效應(yīng)的干擾；第四是低損耗。通過橢偏率測試發(fā)現(xiàn)，在強(qiáng)太赫茲泵浦作用下，800 nm探測光的超快損耗幾乎為零，這意味著該基于該材料的器件在工作過程中具有極低的損耗。 kU_bLC?>D
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上述優(yōu)異特性充分表明基于二維材料的非線性電光效應(yīng)可具有制備高速太赫茲調(diào)制器和探測元件的潛力，在未來的太赫茲應(yīng)用中具有良好的發(fā)展前景。 O7ceSz
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該研究工作獲得了國家重點(diǎn)研發(fā)計劃、中國留學(xué)基金委（CSC）、國家自然科學(xué)基金、荷蘭科學(xué)研究組織等項目的支持。
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