SIPM, Platin Selenidin Güçlü Terahertz Kaynaklı Doğrusal Olmayan Davranışının İncelenmesinde İlerleme Kaydetti

Son zamanlarda, Şanghay Optik ve Hassas Makineler Enstitüsü (SIPM), Çin Bilimler Akademisi (CAS) Güçlü Alan Lazer Fiziği Devlet Anahtar Laboratuvarı'ndan bir araştırma ekibi, platin selenidin terahertz bandındaki doğrusal olmayan davranışı ve mekanizmasının incelenmesinde ilerleme kaydetti. Ekip, platin diselenidin güçlü terahertz darbe uyarımı altındaki spektral ve yoğunluk özelliklerini sistematik olarak araştırdı ve doğrusal olmayan polarize edilebilirliğin gerçek ve sanal kısımlarının hakim olduğu iki doğrusal olmayan süreci ortaya çıkardı. İlgili sonuçlar, Optics Letters'da "İki boyutlu merkez simetrili PtSe2'de Terahertz tetiklemeli ultra hızlı doğrusal olmayan optik aktiviteler" olarak sunulmuştur.
Terahertz, elektromanyetik spektrumun milimetre dalga ve kızılötesi optik arasındaki bir bölgesidir ve terahertz bandındaki uygulamalar için potansiyel malzemeleri keşfetmek, terahertz teknolojisinin geliştirilmesi için kritik öneme sahiptir. İki boyutlu topolojik yarı metalik platin selenid, geniş bant optik ve optoelektronik tepki özellikleri sayesinde terahertz üretimi ve modülasyonunda mükemmel performans göstermiştir. Ancak, güçlü terahertz etkileri altında Pt selenidin temel doğrusal olmayan optik özellikleri hakkında hala sistematik çalışmalar eksiktir. Bu nedenle, terahertz alanında üretilen platin selenidin doğrusal olmayan fenomenlerini ve içsel mekanizmalarını keşfetmek büyük önem taşımaktadır.
Bu çalışmada araştırma ekibi, ultrahızlı terahertz pompalama-kızılötesi fotoprob teknolojisini kullanarak terahertz darbelerinin platin selenid ince filmlerle etkileşimini inceleyen bir çalışma yürüttü. Güçlü terahertz darbesi, platin selenidin simetri inversiyon merkezini doğrusal olmayan polarizasyonla kırar ve doğrusal olmayan polarizasyon oranının gerçek kısmını kullanarak güçlü bir ikinci harmonik sinyal yayar. Bu ikinci harmonik sinyalin zaman ölçeği, terahertz darbesinin zaman ölçeğine benzerdir ve yüksek sinyal-gürültü ve anahtarlama oranlarına sahiptir; bu da bu özelliğin terahertz modülasyonuna ve mantık kapılarında uygulanabileceğini doğrular. Öte yandan, platin selenidin iletkenliği güçlü terahertz modülasyonuna tabi tutulur ve doğrusal olmayan polarize edilebilirlik sanal kısmı nedeniyle gelişmiş doğrusal olmayan emilim gösterir. Bu çalışma, platin selenitin terahertz bölgesindeki doğrusal olmayan doğasını ortaya koymakta, platin selenitin geçici geri dönüşümlü ters simetri modülasyonunu gerçekleştirmekte ve platin selenit bazlı iki boyutlu malzemelerin optoelektronik aygıtlar ve mantık devrelerindeki gelecekteki uygulamalar için potansiyelini genişletmektedir.
İlgili çalışma Çin Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı tarafından desteklenmektedir.

Şekil 1 (a) Terahertz pompalı kızılötesi ışık algılama sisteminin şematik diyagramı. (b) Terahertz pompa kaynağının dalga biçimi. (c) Terahertz pompalı ve pompasız yansıma spektrumları.

Şekil 2 (a) Terahertz pompalama-IR optik algılama sistemi altında elde edilen platin selenitin ikinci harmonik spektrumu. (b) 725 nm'de çıkarılan ultra hızlı dinamik işlemin terahertz dalga formunun karesiyle karşılaştırılması. (c) İkinci harmonik sinyal yoğunluğu ve terahertz alan gücü. (d) İkinci harmonik sinyal gücünün polarizasyon doğası.

Şekil 3 (a) Platin selenid filminin geçirgenliği ve terahertz alan şiddeti. (b) Platin selenid iletkenliği ve terahertz alan şiddeti.