SIPM teeb edusamme plaatinaseleniidi tugeva terahertsi poolt põhjustatud mittelineaarse käitumise uurimisel

Hiljuti on Hiina Teaduste Akadeemia (CAS) Shanghai optika- ja täppismasinate instituudi (SIPM) riikliku tugeva väljaga laserfüüsika laboratooriumi uurimisrühm teinud edusamme plaatina mittelineaarse käitumise ja mehhanismi uurimisel. seleniid terahertsi sagedusalas. Meeskond uuris süstemaatiliselt plaatina diseleniidi spektraalseid ja intensiivsuse omadusi tugeva terahertsi impulsi ergastamisel, paljastades kaks mittelineaarset protsessi, milles domineerivad mittelineaarse polariseeritavuse tegelik ja kujuteldav osa. Seotud tulemused on Optics Lettersis esitatud kui "Terahertsi poolt käivitatud ülikiired mittelineaarsed optilised aktiivsused kahemõõtmelises tsentrosümmeetrilises PtSe2-s".
Teraherts on elektromagnetilise spektri piirkond millimeeterlaine ja infrapuna optika vahel ning potentsiaalsete materjalide uurimine terahertsriba rakendustes on terahertstehnoloogia arendamiseks kriitilise tähtsusega. Kahemõõtmeline topoloogiline poolmetallist plaatina seleniid on tänu lairiba optilisele ja optoelektroonilisele reaktsioonile näidanud suurepärast jõudlust terahertsi genereerimisel ja moduleerimisel. Siiski puuduvad endiselt süstemaatilised uuringud Pt-seleniidi põhiliste mittelineaarsete optiliste omaduste kohta tugevate terahertsiefektide korral. Seetõttu on väga oluline uurida terahertsi domeenis tekkinud plaatina seleniidi mittelineaarseid nähtusi ja sisemisi mehhanisme.
Selles uuringus viis uurimisrühm läbi terahertsiimpulsside ja plaatinaseleniidi õhukeste kilede koostoime uuringu, kasutades ülikiire terahertsi pumpamis-infrapuna-fotosondi tehnoloogiat. Tugev terahertsiimpulss lõhub mittelineaarse polarisatsiooniga plaatinaseleniidi sümmeetria inversioonikeskme ja kiirgab tugevat teist harmoonilist signaali, kasutades selle mittelineaarse polarisatsioonikiiruse reaalosa. Selle teise harmoonilise signaali ajaskaala on võrreldav terahertsi impulsi omaga ning sellel on kõrge signaali-müra ja lülitussuhe, mis kinnitab, et seda omadust saab rakendada terahertsi modulatsioonile ja loogikaväravatele. Teisest küljest on plaatinaseleniidi juhtivus allutatud tugevale terahertsi modulatsioonile ja sellel on mittelineaarse polariseeritavuse kujuteldava osa tõttu suurenenud mittelineaarne neeldumine. See töö paljastab plaatinaseleniidi mittelineaarse olemuse terahertsi piirkonnas, realiseerib plaatinaseleniidi mööduvat pöörduvat inversioonisümmeetria modulatsiooni ja laiendab plaatinaseleniidipõhiste kahemõõtmeliste materjalide potentsiaali tulevaste rakenduste jaoks optoelektroonilistes seadmetes ja loogikaahelates.
Seotud tööd toetab Hiina riiklik loodusteaduste fond.

Joonis 1 (a) Terahertsiga pumbatava infrapunavalguse tuvastamise süsteemi skemaatiline diagramm. b) terahertspumba allika lainekuju. c) peegeldusspektrid terahertsi pumpamisega ja ilma.

Joonis 2 (a) Plaatinaseleniidi teine ​​harmooniline spekter, mis on saadud terahertsi pumpamis-IR optilise tuvastussüsteemiga. ( b ) 725 nm juures ekstraheeritud ülikiire dünaamilise protsessi võrdlus terahertsi lainekuju ruuduga. (c) teise harmoonilise signaali intensiivsus versus terahertsi väljatugevus. d) teise harmoonilise signaali tugevuse polarisatsioon.

Joonis 3 (a) Plaatinaseleniidkile läbilaskvus terahertsi väljatugevuse suhtes. (b) Plaatinaseleniidi juhtivus versus terahertsi väljatugevus.