SIPM gör framsteg i studiet av starkt Terahertz-inducerat olinjärt beteende hos platinaselenid

Nyligen har ett forskarlag från State Key Laboratory of Strong-Field Laser Physics, Shanghai Institute of Optics and Precision Machinery (SIPM), Chinese Academy of Sciences (CAS), gjort framsteg i studiet av platinas olinjära beteende och mekanism. selenid i terahertz-bandet. Teamet undersökte systematiskt de spektrala och intensitetsegenskaperna hos platinadiselenid under stark terahertz-pulsexcitation, och avslöjade två olinjära processer dominerade av de verkliga och imaginära delarna av den olinjära polariserbarheten. De relaterade resultaten presenteras som "Terahertz-utlöst ultrasnabba olinjära optiska aktiviteter i tvådimensionell centrosymmetrisk PtSe2" i Optics Letters.
Terahertz är en region av det elektromagnetiska spektrumet mellan millimetervåg och infraröd optik, och att utforska potentiella material för tillämpningar i terahertz-bandet är avgörande för utvecklingen av terahertz-teknik. Den tvådimensionella topologiska semimetalliska platinaseleniden har visat utmärkta prestanda vid generering och modulering av terahertz tack vare dess egenskaper för bredbandsoptisk och optoelektronisk respons. Det finns dock fortfarande en brist på systematiska studier av de grundläggande olinjära optiska egenskaperna hos Pt-selenid under starka terahertzeffekter. Därför är det av stor betydelse att utforska de olinjära fenomenen och inneboende mekanismerna för platinaselenid som genereras i terahertz-domänen.
I denna studie genomförde forskargruppen en studie av interaktionen mellan terahertz-pulser och platinaselenid-tunna filmer med hjälp av ultrasnabb terahertz-pump-infraröd fotosondsteknik. Den starka terahertz-pulsen bryter inversionscentrum för symmetri av platinaselenid genom olinjär polarisation och utstrålar en stark andra övertonssignal med användning av den reella delen av dess olinjära polarisationshastighet. Tidsskalan för denna andra övertonssignal är jämförbar med den för terahertz-pulsen och har höga signal-brus- och omkopplingsförhållanden, vilket bekräftar att denna egenskap kan appliceras på terahertz-modulation och logiska grindar. Å andra sidan utsätts konduktiviteten hos platinaselenid för stark terahertzmodulering och uppvisar förbättrad olinjär absorption på grund av den imaginära delen med icke-linjär polariserbarhet. Detta arbete avslöjar den olinjära naturen hos platinaselenid i terahertz-regionen, realiserar den transienta reversibla inversionssymmetrimoduleringen av platinaselenid och breddar potentialen hos platinaselenidbaserade tvådimensionella material för framtida tillämpningar i optoelektroniska enheter och logiska kretsar.
Det relaterade arbetet stöds av National Natural Science Foundation of China.

Fig. 1 (a) Schematiskt diagram av terahertz-pumpat-infrarött ljusdetektionssystem. (b) Vågform för terahertz-pumpkälla. (c) Reflektansspektra med och utan terahertzpumpning.

Fig. 2 (a) Andra övertonsspektrum av platinaselenid erhållet under optiskt detektionssystem för terahertz pumpande IR. (b) Jämförelse av den ultrasnabba dynamiska processen extraherad vid 725 nm med kvadraten på terahertz-vågformen. (c) Andra övertonens signalintensitet kontra terahertzfältstyrka. (d) Polarisationsnaturen för den andra övertonens signalstyrka.

Fig. 3 (a) Transmittans av platinaselenidfilm kontra terahertzfältstyrka. (b) Platinaselenidkonduktivitet kontra terahertzfältstyrka.