非線性納米光子學是利用工程納米結構將光聚集到小體積中，并且通過光譜和空間控制增強非線性光學的過程。由于石墨烯本身具有明顯的電場調諧的非線性光學響應，在非線性光電應用方面具有很大的應用前景。在此，我們報告了石墨烯-絕緣體-金屬異質結構中異常強的光學非線性，與純石墨烯相比，該異質結構的三次諧波信號增強了三個數量級。此外，通過外部柵壓，可增加石墨烯費米能量，發現石墨烯等離子體激元激發了光學非線性并調制了三次諧波信號。研究結果表明，石墨烯-絕緣體-金屬是一種有前途的異質結構，可用于光學控制和電可調的納米光電組件。
Fig. 1 柵極可調石墨烯異質結構示意圖。
Fig. 2 三次諧波信號的表征。
Fig. 3 三階非線性磁化率與電門控的關系。
Fig. 4 石墨烯等離子體激元在THG中的作用。
相關研究成果于2020年由維也納大學Irati Alonso Calafell?第一作者，發表在Nat. Nanotechnol. (https://doi.org/10.1038/s41565-020-00808-w）上。原文；Giant enhancement of third-harmonic generation in graphene–metal heterostructures。
轉自《石墨烯雜志》公眾號
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