Собственные оптические нелинейности и динамика носителей InSe
Недавно исследователи из Шанхайского института оптики и точной механики (SIOM) Китайской академии наук провели систематическое исследование микроскопических оптических нелинейностей и нестационарной динамики носителей в нанолисте из селенида индия (InSe). Соответствующие результаты исследования были опубликованы в Optics Express 9 мая 2022 года.
( а ) Схема установки μ-Z / I-сканирования, используемой для эксперимента NLO. (bc) Результаты μ-Z-сканирования с открытой/закрытой апертурой пленки InSe. (d) Спектр переходного поглощения чешуек InSe при импульсном лазерном возбуждении длительностью 200 фс на длине волны 400 нм. (e) Схематическая диаграмма процесса релаксации носителей. 1 кредит
В последние десятилетия во многих областях широко используются двумерные (2D) материалы. Фундаментальным, но важным является изучение внутренних характеристик и дальнейшая реализация управляемой модификации этих оптических и физических свойств в двумерных материалах. InSe, превосходный оптоэлектронный материал, изучался в нелинейной оптике, оптоэлектронике и биомедицине. Однако его внутренние нелинейные оптические свойства тщательно не исследовались.
В этой работе исследователи подготовили серию нанолистов InSe различной толщины с помощью метода механического расслоения и систематически исследовали нелинейные оптические свойства и динамику сверхбыстрых носителей широкого спектра.
Нелинейные оптические свойства были измерены с помощью домашней установки micro-Z/I-scan при возбуждении фемтосекундными импульсами с длиной волны 520 нм и 1040 нм. Пленки InSe демонстрируют эффекты двухфотонного поглощения (ДФП) при возбуждении как видимым, так и ближним инфракрасным светом, а нанолисты InSe с большей вероятностью достигают насыщения ДФП в видимом диапазоне, поскольку коэффициент ДФП InSe той же толщины при возбуждении 520 нм равен двум на порядки больше, чем при возбуждении 1040 нм, а Is,520 нм на порядок меньше, чем Is,1040 нм.
Измерения спектроскопии нестационарного поглощения показали, что пленки InSe имеют сверхбыстрый переход от фотоиндуцированного поглощения к фотообесцвечиванию и быстрый процесс релаксации ~0,4–1 пс в видимом диапазоне.
Систематическое изучение внутренних нелинейных оптических свойств нанолистов InSe и динамики сверхбыстрых носителей обеспечивает экспериментальное и теоретическое руководство для разработки оптоэлектронных устройств на основе InSe, а также вдохновляет на нелинейно-оптические испытания других двумерных материалов.
