炎炎烈日，也阻挡不了科研人员的步伐！国内再添一篇Nature

小胖纸 5年前 (2019-08-01) 6553浏览

【背景介绍】

二次谐波产生（SHG）是将相同频率的两个光子转换成两倍基频的一个光子的非线性光学过程。SHG不仅对非线性光学器件非常重要，而且是研究与对称相关物理现象的有力工具，而这些物理现象在其他方面都具有挑战性。该方法的优点在于电偶极子近似、SHG不消失的前提下，对反转对称性破坏很敏感。因此，对于没有晶格反转对称性的系统，SHG是允许电偶极子的且被认为是时间不变的或i型的过程。在晶格反转对称性存在下，若存在一个破坏时空反转对称性的磁结构，则也可以允许SHG。这种允许电偶极子的SHG为时间不变或不可逆的，表示为c型。但是c型SHG不常见且往往响应较弱。因此，对于能产生c型SHG的二维（2D）材料的报道非常少。

【成果简介】

今日，复旦大学的吴施伟教授和美国华盛顿大学的Xiaodong Xu（共同通讯作者）联合报道了一种双层CrI₃中出现不可逆、非线性二次光学效应。观察到的二次谐波产生（SHG）比已知磁化诱导的SHG大几个数量级，与目前研究的二维非线性光学材料的最佳SHG相当。实验结果表明，虽然双层CrI₃的母体晶格是中心对称但对SHG信号没有贡献，但是观测到的巨大且不可逆SHG仅来源于层状反铁磁有序，它破坏了空间和时间反转对称性。此外，偏振分辨测量揭示了潜在的C_2h晶体对称性，从而说明双层CrI₃是单斜层堆叠，为层状反铁磁性的微观起源提供了关键的结构信息。研究成果以题目为“Giant nonreciprocal second-harmonic generation from antiferromagnetic bilayer CrI₃”发表在国际顶级期刊Nature上。

【图文解读】

图一、双层CrI₃的SHG响应