福建物構所高階多光子非線性響應的光鐵電半導體材料研究取得新進展
时间:2020-11-06 栏目:献礼60周年

   

  

  鐵電材料在強激光作用下孕育和産生了多種重要應用前景的物理性質,如聲光、電光和反常光學效應等,逐漸成爲發展新一代光電子器件的有力候選者。其中,具有多光子吸收效應的鐵電體在生物成像、頻率上轉換激光和光限幅等方面具有潛在應用。然而,目前針對鐵電材料的研究以雙光子吸收爲主,基于鐵電材料實現更高階的多光子非線性過程仍然是一個挑戰性課題。

  中科院福建物構所結構化學國家重點實驗室“無機光電功能晶體材料”羅軍華研究員團隊”聚焦光與鐵電材料的相互作用,發展了二維光鐵電半導體材料的新體系(A')n-1(A)2MnX3n+1,其中AA'爲有機配體,MX分別代表金屬陽離子和陰離子基元。最近,通過對該材料體系的分子設計與結構調控,首次在鐵電化合物中實現了高階的多光子吸收效應。與南京大學徐金龍博士合作,通過改變激發波長,能夠在550~2400 nm範圍內分別實現二、三、四和五光子的非線性吸收誘導熒光。特別地,作爲九階非線性光學躍遷過程,在2400 nm飛秒激光作用下,化合物的五光子吸收截面系數達到~1.2×10-132 cm10 s4 photon-4,高于多數已知的有機分子。這項工作是首次在鐵電材料中實現五光子非線性誘導熒光,對拓展鐵電材料在非線性光學領域的應用提供了新思路。

  相關研究成果發表在《先進材料》(Advanced Materials, 2020, DOI:10.1002/adma.202002972)。第一作者爲聯培畢業碩士生李茂蕃,通訊作者爲孫志華研究員。該研究得到了國家傑出青年基金、重點項目、中科院戰略性先導專項以及基金委“優青”面上和青促會優秀會員等項目資助。

  論文鏈接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202002972

(羅軍華課題組供稿)

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