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[류순민 교수] Second-Harmonic Young’s Interference in Atom-Thin Heterocrystals

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작성자 최고관리자 댓글 조회 작성일 20-11-30 15:55

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[류순민 교수] Second-Harmonic Young’s Interference in Atom-Thin Heterocrystals

 



Second-Harmonic Young’s Interference in Atom-Thin Heterocrystals

Wontaek Kim, Je Yhoung Ahn, Juseung Oh, Ji Hoon Shim, and Sunmin Ryu*

저차원 물질의 비선형 광학 현상을 이해하는 것은 기초 과학 연구로서의 의의 뿐만 아니라 광학 현상을 제어하기 위해서 필수적인 일이다. 본 연구에서는 MoS2/WS2 이종접합체를 모델시스템으로 삼아서 서로 다른 두 물질에서 생성된 SHG(Optical second-harmonic generation)의 위상차이를 실험적으로 처음 확인하였다. 서로 다른 위상의 SHG가 중첩되면서 생성된 타원 편광을 편광 분해 SHG 실험으로 확인하였으며, SHG 간섭계를 통해 위상차를 정량화하였다. 본 결과는 2020년 11월 18일 Nano Letters에 게재되었다.

Second-harmonic generation (SHG) is a nonlinear optical process that converts two identical photons into a new one with doubled frequency. Two-dimensional semiconductors represented by transition metal dichalcogenides are highly efficient SHG media because of their excitonic resonances. Using spectral phase interferometry, here we directly show that SHG in hetero-bilayers of MoS2 and WS2 is governed by optical interference between two coherent SH fields that are phase-delayed differently in each material. We also quantified the frequency-dependent phase difference between the two, which agreed with polarization-resolved data and first-principles calculations on complex susceptibility. The second-harmonic analogue of Young’s double-slit interference shown in this work demonstrates the potential of custom-designed parametric generation by atom-thick nonlinear optical materials.

 

https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.nanolett.0c03763

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