SIPM avança en l'estudi del fort comportament no lineal induït per terahertz del seleniur de platí

Recentment, un equip d'investigació del Laboratori Clau Estatal de Física làser de camp fort, Institut d'Òptica i Maquinària de Precisió de Xangai (SIPM), Acadèmia Xinesa de Ciències (CAS), ha avançat en l'estudi del comportament no lineal i del mecanisme del platí. seleniur a la banda de terahertz. L'equip va investigar sistemàticament les característiques espectrals i d'intensitat del diselenur de platí sota una forta excitació de pols de terahertz, revelant dos processos no lineals dominats per les parts reals i imaginàries de la polarització no lineal. Els resultats relacionats es presenten com a "Activitats òptiques no lineals ultraràpides disparades per Terahertz en PtSe2 centrosimètric bidimensional" a Optics Letters.
Terahertz és una regió de l'espectre electromagnètic entre l'òptica d'ones mil·límetres i infrarojos, i l'exploració de materials potencials per a aplicacions a la banda de terahertz és fonamental per al desenvolupament de la tecnologia de terahertz. El selenur de platí semimetàl·lic topològic bidimensional ha mostrat un excel·lent rendiment en la generació i modulació de terahertzs ​​gràcies a les seves propietats de resposta òptica i optoelectrònica de banda ampla. Tanmateix, encara hi ha una manca d'estudis sistemàtics sobre les propietats òptiques no lineals fonamentals del seleniur de Pt sota forts efectes de terahertz. Per tant, és de gran importància explorar els fenòmens no lineals i els mecanismes intrínsecs del selenur de platí generat en el domini terahertz.
En aquest estudi, l'equip d'investigació va dur a terme un estudi de la interacció dels polsos de terahertz amb pel·lícules primes de seleniur de platí mitjançant la tecnologia de fotosonda d'infrarojos de bombament de terahertz ultraràpida. El fort pols de terahertz trenca el centre d'inversió de simetria del selenur de platí per polarització no lineal i irradia un fort senyal de segon harmònic utilitzant la part real de la seva taxa de polarització no lineal. L'escala de temps d'aquest segon senyal harmònic és comparable a la del pols de terahertz i té relacions senyal-soroll i de commutació elevades, confirmant que aquesta propietat es pot aplicar a la modulació de terahertz i a les portes lògiques. D'altra banda, la conductivitat del selenur de platí està sotmesa a una forta modulació de terahertzs ​​i presenta una absorció no lineal millorada a causa de la part imaginària de polarització no lineal. Aquest treball revela la naturalesa no lineal del selenur de platí a la regió de terahertz, realitza la modulació de simetria d'inversió reversible transitòria del selenur de platí i amplia el potencial dels materials bidimensionals basats en selenur de platí per a futures aplicacions en dispositius optoelectrònics i circuits lògics.
El treball relacionat compta amb el suport de la Fundació Nacional de Ciències Naturals de la Xina.

Fig. 1 (a) Diagrama esquemàtic del sistema de detecció de llum infraroja bombejada per terahertz. (b) Forma d'ona de la font de la bomba de terahertz. (c) Espectres de reflectància amb i sense bombament de terahertz.

Fig. 2 (a) Espectre segon harmònic de selenur de platí obtingut amb un sistema de detecció òptic IR de bombeig de terahertzs. ( b ) Comparació del procés dinàmic ultraràpid extret a 725 nm amb el quadrat de la forma d'ona de terahertz. ( c ) Intensitat del senyal del segon harmònic versus intensitat de camp de terahertz. (d) Naturalesa de polarització de la força del senyal del segon harmònic.

Fig. 3 (a) Transmissió de la pel·lícula de selenur de platí en funció de la força de camp de terahertz. ( b ) Conductivitat de selenur de platí versus intensitat de camp de terahertz.