文章介绍了关于螺旋过渡金属二硫族化合物,特别是螺旋WS 2 纳米片的结构相关的非线性光学效应的研究。研究者们通过对比不同结构的WS 2 纳米片的二次谐波产生(SHG)来探索其潜在机制,为高效光能转换器件的制造提供了有益见解。此外,文章还提到了相关的文献信息和研究成果的应用。
螺旋WS 2 在非线性光学领域具有广阔的应用前景,但其合成过程中的各种形态及其二次谐波产生(SHG)的变化尚未得到完全解决。
研究了三角螺旋、扭曲三角螺旋、六角螺旋和扭曲六角螺旋这四种结构的WS 2 纳米片的SHG响应,发现三角螺旋WS 2 的SHG信号随层厚增加呈二次增长,而其他结构的SHG响应较弱。
通过对晶体对称性随层厚变化的演变的分析,揭示了影响SHG强度的潜在机制,包括螺位错数量和扭转角的作用。
文章提供了相关的文献信息,并指出了研究成果在高效光能转换器件制造方面的应用潜力。
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成果介绍
螺旋过渡金属二硫族化合物具有破缺的晶体反演对称性和显著的二阶非线性效应,在非线性光学领域具有广阔的应用前景。但是螺旋结构在合成过程中会形成各种形貌,它们的二次谐波产生(SHG)随层厚的变化而变化,其中哪一种表现出最有希望的SHG响应仍未得到解决。
有鉴于此,
太原理工大学青年教师樊晓鹏和山西大学秦成兵教授共同报道了螺旋WS
2
纳米片结构相关的非线性光学效应。
通过研究三角、扭曲三角、六角和扭曲六角螺旋这四种代表性的螺旋WS
2
纳米片层相关的非线性响应,发现扭转角为0°的三角螺旋WS
2
的SHG信号随层厚的增加几乎呈二次增长,扭曲三角螺旋WS
2
的SHG响应表现出振荡行为,最大强度接近三角螺旋,最小强度接近六角螺旋。而六角和扭曲六角螺旋则表现出微弱的SHG响应,比三角螺旋WS
2
弱约两个数量级。随后通过分析晶体对称性随层厚变化的演变揭示其潜在机制。这些发现探索了螺旋WS
2
结构相关的非线性响应,包括螺位错数量和扭转角对SHG强度的影响,为选择具有强非线性的WS
2
螺旋结构制造更高效的光能转换器件提供了有益的见解。
图文导读
图1. 化学气相沉积(CVD)法合成螺旋WS
2
的示意图。
图2. 四种具有代表性的螺旋WS
2
结构。
图3. 在波长为800 nm的飞秒激光激发下,螺旋WS
2
的层相关二次谐波产生。
图4. 螺旋WS
2
的结构模型和原子结构。
图5. 扭曲三角螺旋WS
2
的结构反演对称机制。
文献信息
Structure-Dependent Nonlinear Optical Effects in Spiral WS
2
Nanosheets
(
Adv. Mater.
2024, 2415214.
DOI: 10.1002/adma.202415214)
文献链接:
https://doi.org/10.1002/adma.202415214
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