Abstrakt
Die nichtlineare optische Antwort von Graphen findet zunehmend Anwendung in nanophotonischen Bauelementen. Die Aktivierung und Verstärkung der Frequenzverdopplung (SHG) in Graphen, die aufgrund der Zentrosymmetrie in Monolagen und AB-gestapelten Doppellagen-Graphen im Allgemeinen nicht möglich ist, ist für nanophotonische Anwendungen von dringender Bedeutung. In dieser Arbeit präsentieren wir eine umfassende Studie zur SHG-Leistung von verdrillten Multilagen-Graphenstrukturen, die auf Stapeltechnik basieren. Es zeigt sich, dass die Modulation der SHG-Suszeptibilitätskomponenten in und senkrecht zur Ebene durch das Stapeln weniger Graphenlagen entscheidend für die Erzeugung einer enormen SHG-Antwort in verdrilltem Multilagen-Graphen ist. Die beobachtete SHG-Intensität in verdrilltem Multilagen-Graphen ist enorm und erreicht unter 1064-nm-Anregung fast das Zehnfache derjenigen von Monolagen-MoS₂, was die bisher berichteten Graphenstrukturen deutlich übertrifft. Unsere Ergebnisse stellen einen einfachen und effektiven Ansatz zur Steigerung der Frequenzverdopplung (SHG) in Graphenstrukturen dar und zeigen vielversprechende Perspektiven für zukünftige Anwendungen von Graphen in nanophotonischen Geräten zur Erzeugung zweiter Harmonischer sowie für die Erforschung der Frequenzverdopplung in zweidimensionalen (2D) Strukturen im Allgemeinen.
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