二维碲（Te）材料：一种新型的高性能光学材料

近日，深圳大学的张晗教授（点击查看介绍）团队在二维材料非线性光学研究方面取得了重要进展。该团队采用液相剥离方法成功地制备出具有高稳定性的二维碲（Te），并进一步探索了其在光子二极管、全光调制、全光开关方面的重要应用，相关工作发表在国际顶级学术期刊Advanced Functional Materials 上。

二维Te材料是一种类石墨烯、由单原子构成的层状结构材料，近两年来预测并成功地制备出来，凭借其优异的光电特性，迅速在学术界引起广泛的关注与研究。目前，二维Te材料性能的研究及应用正处在起步阶段，在催化、传感、光学器件等领域都具有广阔的应用前景。该工作首先对二维Te材料的非线性光学参数进行测量，发现二维Te材料具备非常强的非线性光学响应。利用这一特性，该团队进一步研究了二维Te在非线性光学器件中的重要应用。他们巧妙地将这种具有很强非线性效应的二维Te材料与另外一种具有反饱和特性的二维SnS₂材料相组合，实现了光的非互易性传播，为光子二极管的应用开辟了新的思路。其次，他们还探索了二维Te材料在全光调制/开关中的重要应用，结果发现二维Te能够作为信息转换的载体实现泵浦光对探测光的调制，从而实现在光开关中“开”与“关”的转换。

图1. 二维Te材料的表征图。（a）二维Te材料的制备流程；（b）和（c）分别为二维Te材料的TEM和高倍TEM成像；（d）二维Te和块状Te的拉曼图谱；（e-g）二维Te的AFM成像及其相应的厚度；（h）二维Te的尺寸；（i）二维Te和块状Te的XRD图谱；（j）二维Te的稳定性测试。

图2. 基于二维Te/SnS₂纳米片的光子二极管。（a）正向非线性响应激发；（b）反向非线性响应隔离；（c）光的非互易性传播结果。

图3.（a）全光调制结构示意图；（b）泵浦光（红光）对探测光（绿光）的调制；（c）随着泵浦光光强的变化，探测光衍射环数量的变化情况。

该研究得到国家自然科学基金、深圳市科技创新委员会项目、澳门科技发展基金项目的大力支持。

该论文作者为：Leiming Wu, Weichun Huang, Yunzheng Wang, Jinlai Zhao, Dingtao Ma, Yuanjiang Xiang, Jianqing Li, Joice Sophia Ponraj, Sathish Chander Dhanabalan, Han Zhang

原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面，或点此查看原文）：

2D Tellurium Based High-Performance All-Optical Nonlinear Photonic Devices

Adv. Funct. Mater., 2018, DOI: 10.1002/adfm.201806346

导师介绍

张晗

http://www.x-mol.com/university/faculty/40451