二维磁性材料非线性光学研究获重要进展

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&nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp 复旦大学物理系吴世伟研究组和华盛顿大学徐晓东研究组,在二维磁性材料双层三碘化铬中观察到层间反铁磁结构的非互易性二次谐波的非线性光学响应成功揭示了三碘化铬中层间反铁磁耦合与范德华堆叠结构之间的相关性。结果于8月1日发表在《自然》杂志上。

& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp< nbsp& nbsp>磁性材料是近年来世界研究的重点。然而,由于材料系统整体上不具有磁性,并且样品薄且小,其实验研究一直是该领域的主要问题。

件下,诸如中子散射的测量方法难以工作。针对这一问题,该团队基于二维材料在非线性光学领域的积累,利用光学二次谐波方法检测二维磁性材料的磁性结构和相关性质。

光学二次谐波不依赖于材料的宏观磁性,而是取决于由微观磁结构引起的对称性破坏。在反铁磁状态下,双层三碘化铬的磁性结构不仅打破了时间反转对称性,而且打破了空间反转对称性,从而产生强烈的非倒数二次谐波响应。在系统上升到转变温度以上之后,或者在将平面外磁场施加到铁磁状态之后,磁结构的对称性改变,并且该二次谐波信号也消失。

研究小组还发现,双层反铁磁三碘化铬的二次谐波信号的响应系数提高了三个或更多个数量级,是传统铁磁界面的两倍。谐波甚至高出几个数量级。利用这种强大的二次谐波信号,该团队能够揭示双层三碘化铬的细胞层堆栈的对称性。 (肖暖暖王春)