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第一作者：Boxuan Zhou,?Jin Ho Kang

通訊作者：段鑲鋒

通訊單位：加州大學洛杉磯分校（UCLA）

論文速覽：

二次諧波生成（SHG）是典型的非線性光學（NLO）過程，在激光頻率轉換中具有重要應用。單層二硫化鉬（MoS₂）的二階非線性光學系數（??⁽²⁾）優于大多數傳統非線性光學材料，但在多層中由于中心對稱性的恢復而消失，嚴重損害了通常與厚度的平方成正比的SHG。

本論文報告了一種可擴展的單層MoS₂薄膜的組裝方法，這些薄膜保留了非中心對稱性，展示了單層MoS₂的固有非線性光學（NLO）易感性以及可調節的光學截面。通過SHG研究揭示了厚度依賴的超線性SHG，極大超過了單層MoS₂和GaAs單晶。

圖文導讀：

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圖1：BM-MoS₂薄膜的制備過程和SHG增強的原理圖

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圖2：BM-MoS₂薄膜的制備和表征

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圖3：BM-MoS₂薄膜的SHG性能

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圖4：BM-MoS₂薄膜厚度依賴的SHG和電磁模擬

總結展望：

本研究成功開發了新型的BM-MoS₂薄膜，該薄膜在保留單層MoS₂的固有非線性光學特性的同時，顯著提高了光學截面，實現了線性和非線性光子產生的巨大增強。特別是，BM-MoS₂薄膜的SHG增強超過了單層MoS₂兩個數量級以上，比GaAs單晶高出21倍。

研究還展示了如何將2D單層材料的固有優勢有效地應用于大面積塊體薄膜中，實現了可擴展的光學深度和橫向面積，對于實際技術應用至關重要。此外，BM-MoS₂薄膜可以通過各種大面積涂覆技術快速生產，為未來創造多樣化的非線性光學功能提供了可能性，為利用2D材料制造超薄、高效、成本效益高的NLO設備開辟了可行的途徑。

文獻信息：

標題：Giant second harmonic generation in bulk monolayer MoS₂ thin films

期刊：Matter

DOI：10.1016/j.matt.2024.04.043

原創文章，作者：計算搬磚工程師，如若轉載，請注明來源華算科技，注明出處：http://www.zzhhcy.com/index.php/2024/05/22/799a43bf4b/

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