SIPM постига напредък в изследването на индуцираното от терахерц нелинейно поведение на платиновия селенид

Наскоро изследователски екип от Държавната ключова лаборатория за лазерна физика на силно поле, Шанхайския институт по оптика и прецизни машини (SIPM), Китайската академия на науките (CAS), постигна напредък в изследването на нелинейното поведение и механизма на платината селенид в терахерцовата лента. Екипът систематично изследва спектралните и интензивните характеристики на платиновия диселенид при силно терахерцово импулсно възбуждане, разкривайки два нелинейни процеса, доминирани от реалната и въображаемата част на нелинейната поляризуемост. Свързаните резултати са представени като "задействани от терахерц ултрабързи нелинейни оптични дейности в двумерен центросиметричен PtSe2" в Optics Letters.
Терахерцът е област от електромагнитния спектър между милиметровите вълни и инфрачервената оптика и изследването на потенциални материали за приложения в терахерцовата лента е от решаващо значение за развитието на терахерцовата технология. Двуизмерният топологичен полуметален платинов селенид показа отлична производителност при терагерцово генериране и модулация благодарение на свойствата си на широколентов оптичен и оптоелектронен отговор. Въпреки това, все още липсват систематични изследвания на фундаменталните нелинейни оптични свойства на Pt селенид при силни терахерцови ефекти. Следователно е от голямо значение да се изследват нелинейните явления и присъщите механизми на платиновия селенид, генериран в терахерцовата област.
В това проучване изследователският екип извърши проучване на взаимодействието на терахерцови импулси с тънки филми от платинов селенид, използвайки ултрабърза терагерцова изпомпваща инфрачервена фотосондова технология. Силният терагерцов импулс нарушава инверсионния център на симетрия на платиновия селенид чрез нелинейна поляризация и излъчва силен втори хармоничен сигнал, използвайки реалната част от скоростта на нелинейна поляризация. Времевата скала на този втори хармоничен сигнал е сравнима с тази на терагерцовия импулс и има високи съотношения сигнал/шум и превключване, което потвърждава, че това свойство може да се приложи към терагерцова модулация и логически порти. От друга страна, проводимостта на платиновия селенид е подложена на силна терагерцова модулация и показва повишена нелинейна абсорбция поради нелинейната въображаема част на поляризуемостта. Тази работа разкрива нелинейната природа на платиновия селенид в терахерцовата област, реализира преходната обратима инверсионна модулация на симетрия на платиновия селенид и разширява потенциала на базираните на платинов селенид двуизмерни материали за бъдещи приложения в оптоелектронни устройства и логически схеми.
Свързаната работа е подкрепена от Националната природонаучна фондация на Китай.

Фигура 1 (а) Схематична диаграма на система за откриване на инфрачервена светлина с терагерцово изпомпване. (b) Форма на вълната на терагерцов източник на помпа. (c) Спектри на отражение със и без терахерцово изпомпване.

Фигура 2 (а) Спектър на втора хармоника на платинов селенид, получен при терагерцово изпомпване-IR оптична система за откриване. ( b ) Сравнение на свръхбързия динамичен процес, извлечен при 725 nm, с квадрата на терагерцовата форма на вълната. (c) Интензитет на втория хармоничен сигнал спрямо интензитета на терахерцовото поле. (d) Поляризационен характер на силата на втория хармоничен сигнал.

Фигура 3 (a) Пропускливост на филм от платинов селенид спрямо напрегнатостта на терахерцовото поле. (b) Проводимост на платинов селенид спрямо силата на терахерцовото поле.