磁场增强的二维磁性材料中激光诱导的电子相干性

《National Science Review》：Magnetic-field-enhanced laser-induced electron coherence in 2D magnetic materials

　　

摘要

激光诱导电子相干性是量子材料中一种引人入胜的行为。然而，迄今为止，控制这种激发态行为的有效方法仍然缺乏。在此，我们通过实现磁场控制的空间自相位调制（SSPM）——一种三阶非线性光学响应，颠覆了这一现状。观测到铁磁性VSe₂和抗磁性石墨烯中的光-物质相互作用可被外部磁场精确控制，实现了具有吸引力的各向异性SSPM，并伴有显著的光双折射现象。我们将这种磁场控制的SSPM归因于磁场在片层集体行为中诱导的对称性破缺。显著的是，非线性光学系数χ⁽³⁾增强了58%，打破了最大χ⁽³⁾的记录。此外，我们展示了基于VSe₂中SSPM的磁场控制全光开关，实现了信号与控制强度比340%的提升（体现了弱光控制强光的能力）。我们的发现开启了一种新范式，即控制（而非仅仅监测）SSPM中的激光诱导电子相干性，从而基于SSPM实现下一代全光开关。

非线性光学, 激光诱导, 光-物质相互作用, 磁性材料, 全光开关