超强激光科学卓越创新简报

(第二百二十二期)

2021年10月9日

上海光机所在InSe纳米片的非线性光学和超快载流子动力学特性研究方面取得进展

　　近期，上海光机所微纳光电子功能材料实验室王俊研究员团队在硒化铟(InSe)纳米片的非线性光学响应和超快载流子动力学特性研究方面取得进展，揭示了InSe在光电子器件应用方面的潜力。论文发表于Advanced Optical Materials《先进光学材料》期刊上。

　　InSe是一种带隙可调的层状半导体材料，在宽波长范围内有非线性光学响应。研究人员通过液相剥离方法获得了具有合适厚度和带隙的InSe纳米片，并系统研究了其在不同脉宽尺度（ns和fs）下的非线性光学和超快载流子动力学特性。研究发现InSe纳米片在宽脉冲激光激发下更容易达到饱和吸收。此外，在不同脉冲持续时间下InSe分散液展示了不同机制的散射现象，这是由于ns脉冲激励下的热效应和fs脉冲激励下激光流的动态空间自相位调制所致。同时利用低能量下饱和吸收和高能量下非线性散射的竞争关系，实现了光开关调制。时间分辨泵浦探测结果表明，InSe分散液具有超快饱和吸收过程和可能由自由载流子吸收或带隙重整化引起的光致吸收过程。

　　这项工作关于InSe纳米片线性、非线性光学特性以及超快载流子动力学过程的系统研究，对开发基于InSe的光电子器件提供了实验和理论指导。

　　相关工作得到了国家自然科学基金委、中国科学院项目支持。（微纳光电子功能材料实验室供稿）

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图1 InSe纳米片饱和吸收响应和超快载流子动力学过程