Η SIPM σημειώνει πρόοδο στη μελέτη της ισχυρής μη γραμμικής συμπεριφοράς του σεληνιδίου της πλατίνας που προκαλείται από το Terahertz

Πρόσφατα, μια ερευνητική ομάδα από το State Key Laboratory of Strong-Field Laser Physics, Shanghai Institute of Optics and Precision Machinery (SIPM), China Academy of Sciences (CAS), σημείωσε πρόοδο στη μελέτη της μη γραμμικής συμπεριφοράς και του μηχανισμού της πλατίνας σεληνίδη στην μπάντα terahertz. Η ομάδα ερεύνησε συστηματικά τα φασματικά χαρακτηριστικά και τα χαρακτηριστικά έντασης του δισελενιδίου της πλατίνας υπό ισχυρή διέγερση παλμού terahertz, αποκαλύπτοντας δύο μη γραμμικές διεργασίες που κυριαρχούνται από το πραγματικό και το φανταστικό μέρος της μη γραμμικής πόλωσης. Τα σχετικά αποτελέσματα παρουσιάζονται ως "υπερταχείς μη γραμμικές οπτικές δραστηριότητες που προκαλούνται από Terahertz σε δισδιάστατο κεντροσύμμετρο PtSe2" στο Optics Letters.
Το Terahertz είναι μια περιοχή του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος μεταξύ χιλιοστών κυμάτων και υπέρυθρων οπτικών και η εξερεύνηση πιθανών υλικών για εφαρμογές στη ζώνη terahertz είναι κρίσιμη για την ανάπτυξη της τεχνολογίας terahertz. Το δισδιάστατο τοπολογικό ημιμεταλλικό σεληνίδιο της πλατίνας έχει δείξει εξαιρετική απόδοση στη δημιουργία και διαμόρφωση terahertz χάρη στις ιδιότητες ευρυζωνικής οπτικής και οπτοηλεκτρονικής απόκρισης. Ωστόσο, εξακολουθεί να υπάρχει έλλειψη συστηματικών μελετών σχετικά με τις θεμελιώδεις μη γραμμικές οπτικές ιδιότητες του σεληνιούχου Pt υπό ισχυρά φαινόμενα terahertz. Ως εκ τούτου, είναι πολύ σημαντικό να διερευνηθούν τα μη γραμμικά φαινόμενα και οι εγγενείς μηχανισμοί του σεληνιούχου πλατίνας που παράγονται στην περιοχή terahertz.
Σε αυτή τη μελέτη, η ερευνητική ομάδα πραγματοποίησε μια μελέτη της αλληλεπίδρασης παλμών terahertz με λεπτές μεμβράνες σεληνιούχου πλατίνας χρησιμοποιώντας τεχνολογία υπερταχείας άντλησης terahertz-υπέρυθρων φωτοανιχνευτών. Ο ισχυρός παλμός terahertz σπάει το κέντρο συμμετρίας του σεληνιούχου πλατίνας με μη γραμμική πόλωση και εκπέμπει ένα ισχυρό δεύτερο αρμονικό σήμα χρησιμοποιώντας το πραγματικό μέρος του ρυθμού μη γραμμικής πόλωσής του. Η χρονική κλίμακα αυτού του δεύτερου αρμονικού σήματος είναι συγκρίσιμη με εκείνη του παλμού terahertz και έχει υψηλές αναλογίες σήματος προς θόρυβο και μεταγωγής, επιβεβαιώνοντας ότι αυτή η ιδιότητα μπορεί να εφαρμοστεί στη διαμόρφωση των terahertz και στις λογικές πύλες. Από την άλλη πλευρά, η αγωγιμότητα του σεληνιούχου πλατίνας υπόκειται σε ισχυρή διαμόρφωση terahertz και παρουσιάζει ενισχυμένη μη γραμμική απορρόφηση λόγω του φανταστικού μέρους της μη γραμμικής πόλωσης. Αυτή η εργασία αποκαλύπτει τη μη γραμμική φύση του σεληνιούχου πλατίνας στην περιοχή των terahertz, πραγματοποιεί την παροδική διαμόρφωση αναστρέψιμης συμμετρίας αναστροφής του σεληνιούχου πλατίνας και διευρύνει τις δυνατότητες των δισδιάστατων υλικών με βάση το σεληνίδιο της πλατίνας για μελλοντικές εφαρμογές σε οπτοηλεκτρονικές συσκευές και λογικά κυκλώματα.
Η σχετική εργασία υποστηρίζεται από το Εθνικό Ίδρυμα Φυσικών Επιστημών της Κίνας.

Σχ. 1 (α) Σχηματικό διάγραμμα συστήματος ανίχνευσης υπέρυθρου φωτός με αντλία terahertz. (β) Κυματομορφή πηγής αντλίας terahertz. (γ) Φάσματα ανάκλασης με και χωρίς άντληση terahertz.

Εικ. 2 (α) Δεύτερο-αρμονικό φάσμα σεληνιούχου πλατίνας που λαμβάνεται με σύστημα οπτικής ανίχνευσης αντλίας-IR τεραχερτζ. (β) Σύγκριση της υπερταχείας δυναμικής διαδικασίας που εξάγεται στα 725 nm με το τετράγωνο της κυματομορφής terahertz. (γ) Ένταση δεύτερου αρμονικού σήματος έναντι έντασης πεδίου terahertz. (δ) Φύση πόλωσης της δεύτερης αρμονικής ισχύος σήματος.

Εικ. 3 (α) Διαπερατότητα μεμβράνης σεληνιούχου πλατίνας έναντι ισχύος πεδίου terahertz. (β) Αγωγιμότητα σεληνιούχου πλατίνας έναντι ισχύος πεδίου terahertz.