《自然-化学》
银纳米团簇和有机大环的共取向离子晶体自组装
美国哈佛大学的 Jarad A.Mason团队报道了银纳米团簇和有机大环的共取向离子晶体自组装。相关研究成果近日发表于《自然-化学》。
原子精确的纳米团簇可以组装成具有独特电子、磁性、光学和催化性能的有序超晶格。纳米团簇与功能性有机分子的共结晶,为获得更广泛的结构和性能提供了机会,但其综合控制具有一定挑战性。
研究人员介绍了一种超分子方法,将原子精确的银纳米团簇组装成一系列具有可调结构和性能的纳米团簇有机离子共晶体。利用阴离子银纳米团簇,以及不同大小的阳离子有机大环之间的非共价相互作用,研究人员可以操纵纳米团簇表面配体的取向,实现具有大手性效应的对映体纯纳米团簇有机离子共晶体的原位拆分。
这种共晶组装方法通过超分子化学和原子精确纳米化学的结合,为设计功能性固态纳米材料提供了一个有前景的平台。
相关论文信息:
https://doi.org/10.1038/s41557-024-01696-6
《光:科学与应用》
纳米级厚度倍频程相干超连续光的产生
近日,芬兰阿尔托大学的Zhipei Sun、Susobhan Das等人实现了纳米级厚度倍频程相干超连续光的产生。相关研究成果发表于《光:科学与应用》。
相干宽带光产生因在计量、传感、成像、通信等领域的广泛应用而备受关注。一般来说,光谱展宽是通过三阶和高阶非线性光学过程实现的,但这些过程通常很弱,需要很长的相互作用长度和相位匹配条件来增强有效的非线性光-物质相互作用、增强广谱生成的高效非线性光物质相互作用。
研究团队首次报道了在纳米尺度上,通过无相位匹配的频率转换过程实现倍频程相干光生成。在100纳米尺度上,通过硒化镓和二碘化铌氧化物晶体中的二阶非线性过程——差频生成,以离散方式展示了覆盖约565至1906纳米、光谱宽度达到40分贝的倍频程相干光生成。与传统相干宽带光源相比,该器件薄了约5个数量级,且所需的激发功率低了约3个数量级。
这项研究为创建紧凑、多功能和集成的超宽带光源开辟了一条新途径。
相关论文信息:
https://doi.org/10.1038/s41377-024-01660-6
研究提出增强太赫兹谐波的生成策略
近日,加拿大渥太华大学的Jean-Michel Menard研究团队提出了结合多层、栅控和基于超材料的架构增强太赫兹谐波的生成策略。相关研究成果发表于《光:科学与应用》。
研究团队展示了结合多种策略,以增强基于石墨烯结构的太赫兹非线性效应的样本架构。研究人员通过多层设计增加相互作用长度、使用电栅极控制载流子密度,以及利用金属超表面基底调制THz场空间分布实现了这一目标。这项研究特别使用了台式高场太赫兹源探究3次谐波生成(THG)。研究人员测得的THG增强因子超过30,并提出了能够实现两个数量级增强的架构。
这些发现凸显了工程化石墨烯基结构在推动用于信号处理和无线通信应用的太赫兹频率转换技术方面的潜力。
石墨烯显著的光学非线性和易于集成到器件中的特点,使其成为全光开关和频率转换应用的理想关键组件。在太赫兹波段,人们已经独立演示了多种方法优化石墨烯中的非线性效应,从而突破了由原子级薄相互作用长度带来的关键限制。
相关论文信息:
https://doi.org/10.1038/s41377-024-01657-1
《中国科学报》 (2025-01-15 第2版 国际)