研究目的
研究中心对称狄拉克节线半金属ZrSiS晶体的表面非线性光学特性,以探索无能隙表面态(SSs)的奇异及应用特性。
研究成果
该研究表明,ZrSiS的表面电子态具有高效转换光子频率的能力,从而实现了二次谐波(SHG)和三次谐波(THG)前所未有的转换效率。这项工作不仅发现了拓扑表面态的巨大非线性响应,还为探索和应用表面非线性光学与光子学开辟了新途径。
研究不足
该研究受限于非线性光学测量的技术约束以及体态对表面衍生特性可能产生的影响。研究成果在实际光电器件中的应用还需进一步的优化与集成研究。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用非线性光学(NLO)技术探究ZrSiS的表面非线性光学特性,重点研究二次谐波(SHG)和三次谐波(THG)现象。实验方法包括偏振旋转扫描和反射几何测量。
2:样品选择与数据来源:
单晶ZrSiS通过化学气相传输法生长,使用生长后的ZrSiS晶体解理(001)面进行非线性光学测量。
3:实验设备与材料清单:
实验装置包含脉冲基频激光器的光学参量放大器、半波片、格兰激光棱镜、物镜、窄带滤光片以及用于分析信号波长和强度的光谱仪。
4:实验流程与操作步骤:
偏振基频光入射至ZrSiS解理(001)表面,反射的二次谐波和三次谐波信号由物镜收集并由光谱仪分析。
5:数据分析方法:
通过拟合二次谐波和三次谐波强度随入射旋转角的变化函数,并将ZrSiS的非线性极化率与参考材料进行对比分析。
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获取完整内容-
optical parametric amplification
Provided pulsed fundamental lasers for the experiment.
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half wave plate
Modulated the polarization vector of the fundamental laser.
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Glan-laser prism
Ensured the polarization degree and verified the polarization direction.
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objective lens
Focused the incident laser and collected the SHG and THG signals.
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narrow-band filters
Distinguished the SHG and THG signals.
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spectrometer
Analyzed the wavelength and intensity of the signals.
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