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Anisotropic Second-Harmonic Generation Induced by Reduction of In-Plane Symmetry in 2D Materials with Strain Engineering
The Journal of Physical Chemistry Letters ( IF 4.8 ) Pub Date : 2022-01-05 , DOI: 10.1021/acs.jpclett.1c03571 Chuan He 1 , Ruowei Wu 1 , Lipeng Zhu 2 , Yuanyuan Huang 1 , Wanyi Du 1 , Mei Qi 1 , Yixuan Zhou 1 , Qiyi Zhao 3 , Xinlong Xu 1
The Journal of Physical Chemistry Letters ( IF 4.8 ) Pub Date : 2022-01-05 , DOI: 10.1021/acs.jpclett.1c03571 Chuan He 1 , Ruowei Wu 1 , Lipeng Zhu 2 , Yuanyuan Huang 1 , Wanyi Du 1 , Mei Qi 1 , Yixuan Zhou 1 , Qiyi Zhao 3 , Xinlong Xu 1
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Strain engineering is an attractive method to induce and control anisotropy for polarized optoelectronic applications with two-dimensional (2D) materials. Herein, we have investigated the nonlinear optical coefficient dispersion relationship and the second-harmonic generation (SHG) pattern evolution under the uniaxial strains for graphene, WS2, GaSe, and In2Se3 monolayers. The uniaxial strain can break the in-plane symmetry of 2D materials, leading to both trade-off breaking of the nonlinear coefficient and new emergent nonlinear coefficients. In such a case, a classical sixfold ϕ-dependent SHG pattern is transformed into a distorted sixfold SHG pattern under the strain. Due to the lattice symmetry breaking and the uneven charge density distribution in strained 2D materials, the SHG patterns also depend on the excitation photon energy. The results could give a guide for the SHG pattern analysis in experiments, suggesting strain engineering on 2D materials for the tunable anisotropy in polarized and flexible nonlinear optical devices.
中文翻译：
通过应变工程减少二维材料的面内对称性引起的各向异性二次谐波产生
应变工程是一种有吸引力的方法来诱导和控制具有二维 (2D) 材料的极化光电应用的各向异性。在此，我们研究了石墨烯、WS 2、GaSe 和 In 2 Se 3在单轴应变下的非线性光学系数色散关系和二次谐波产生 (SHG) 图案演变。单层。单轴应变可以破坏二维材料的面内对称性，从而导致非线性系数和新出现的非线性系数的权衡破坏。在这种情况下，经典的六倍 φ 依赖性 SHG 模式在应变下转变为扭曲的六倍 SHG 模式。由于应变二维材料中的晶格对称性破坏和不均匀的电荷密度分布，SHG 图案也取决于激发光子能量。该结果可以为实验中的 SHG 模式分析提供指导，建议对二维材料进行应变工程，以实现偏振和柔性非线性光学器件中的可调谐各向异性。
更新日期：2022-01-13
中文翻译：
通过应变工程减少二维材料的面内对称性引起的各向异性二次谐波产生
应变工程是一种有吸引力的方法来诱导和控制具有二维 (2D) 材料的极化光电应用的各向异性。在此，我们研究了石墨烯、WS 2、GaSe 和 In 2 Se 3在单轴应变下的非线性光学系数色散关系和二次谐波产生 (SHG) 图案演变。单层。单轴应变可以破坏二维材料的面内对称性，从而导致非线性系数和新出现的非线性系数的权衡破坏。在这种情况下，经典的六倍 φ 依赖性 SHG 模式在应变下转变为扭曲的六倍 SHG 模式。由于应变二维材料中的晶格对称性破坏和不均匀的电荷密度分布，SHG 图案也取决于激发光子能量。该结果可以为实验中的 SHG 模式分析提供指导，建议对二维材料进行应变工程，以实现偏振和柔性非线性光学器件中的可调谐各向异性。
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