O estudo encontra a segunda geração harmônica não recíproca desaparece em materials 2D

Um grupo de pesquisa descobriu recentemente o desaparecimento da segunda geração harmônica não recíproca (SHG) em Mnpse₃ quando integrada a uma mnpse₃ bidimensional (2D) Mnpse₃/heterojunção de grafeno.

A pesquisa, publicado em Nano Cartasdestaca o papel do acoplamento interfacial de magnon-plasmon nesse fenômeno.

2D Van der Waals Heterojunções magnéticas/não magnéticas têm promessa significativa para dispositivos spintrônicos. Atingir essas funcionalidades depende do efeito de proximidade interfacial, um fator crítico. No entanto, a detecção do efeito de proximidade nas heterojunções antiferromagnéticas/não magnéticas 2D apresenta desafios consideráveis, devido ao tamanho pequeno e aos sinais fracos associados a essas estruturas.

Neste estudo, a equipe usou um sistema SHG caseiro para observar que o SHG não recíproco de Mnpse₃ desapareceu quando estava em contato com o grafeno, em contraste com a camada antiferromagnética de Mnpse₃ sozinha. Essa alteração indica a presença de interação interfacial de acoplamento ou efeito de proximidade.

Para explorar ainda mais esse efeito, os pesquisadores incorporaram um Nitreto de boro hexagonal (h-bn) camada entre o mnpse₃ e o grafeno para isolar a interação interfacial. Seus experimentos revelaram que o acoplamento interfacial se estendeu a um longo alcance (> 40 nm), superando significativamente a faixa típica de alguns nanômetros normalmente observados nos efeitos de proximidade.

Além disso, a equipe descobriu que a força desse acoplamento enfraqueceu à medida que a lacuna da banda do materials subordinante aumentou, fornecendo uma maneira de ajustar a resposta não linear de SHG. Através da análise de simetria, cálculos de primeiros princípios e comparação com estudos anteriores, os pesquisadores concluíram que o desaparecimento do sinal de SHG não recíproca foi devido ao acoplamento entre os plasmons de superfície do grafeno e os magnos de MnPse₃.

“Essa descoberta abre caminho para manipular as propriedades ópticas não lineares de heterojunções 2D e desenvolver dispositivos ópticos 2D em camadas multifuncionais e ajustáveis”, disse o Prof. Sheng Zhigao.

O estudo foi liderado pelo Prof. Sheng, do Hefei Institutes of Bodily Science of the Chinese language Academy of Science.