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作者:孙志华等 来源:《先进材料》 发布时间:2020/11/23 14:45:15
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高阶多光子非线性响应的光铁电半导体材料研究获进展

 

铁电材料在强激光作用下,孕育和产生了具有重要应用前景的物理性质,如声光、电光和反常光学效应等,逐渐发展成为新一代光电子器件的有力候选者。其中,具有多光子吸收效应的铁电体在生物成像、频率上转换激光和光限幅等方面具有潜在应用。然而目前,学界针对铁电材料的研究以双光子吸收为主,基于铁电材料实现更高阶的多光子非线性过程仍具挑战性。

中国科学院福建物质结构研究所结构化学国家重点实验室“无机光电功能晶体材料”研究员罗军华团队聚焦光与铁电材料的相互作用,发展出二维光铁电半导体材料的新体系(A)n-1(A)2MnX3n+1,其中A和A为有机配体,M、X分别代表金属阳离子和阴离子基元。近期,研究人员通过对该材料体系的分子设计与结构调控,首次在铁电化合物中实现了高阶的多光子吸收效应。与南京大学博士徐金龙合作,通过改变激发波长,能够在550~2400 nm范围内,分别实现二、三、四和五光子的非线性吸收诱导荧光。作为九阶非线性光学跃迁过程,在2400 nm飞秒激光的作用下,化合物的五光子吸收截面系数达到~1.2×10-132cm10 s4 photon-4,高于多数已知的有机分子。该研究首次在铁电材料中实现五光子非线性诱导荧光,对拓展铁电材料在非线性光学领域的应用提供了新思路。

相关研究成果以Giant and Broadband Multiphoton Absorption Nonlinearities of a 2D Organometallic Perovskite Ferroelectric为题,发表在《先进材料》(Advanced Materials)上。联培毕业硕士生李茂蕃为论文第一作者,研究员孙志华为论文通讯作者。研究工作得到国家自然科学基金重点项目、国家杰出青年基金、科院基础前沿0-1原始创新项目、科院战略性先导专项以及国家优秀青年基金、国家基金面上和青促会优秀会员等的支持。(来源:中国科学院福建物质结构研究所)

相关论文信息:https://doi.org/10.1002/adma.202002972

 
 
 
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