渦ドメインを持つ強誘電性球晶から生じる二次光学非線形性

要旨 これまで、二次高調波生成（SHG）は、空間反転対称性が破れているため、自然分極を持つ強誘電性材料を通じて得られることが一般的です。近年、渦ドメインのようなトポロジカル欠陥を有する強誘電性システムが大きな研究関心を集めています。このような強誘電性トポロジカル構造からのSHG応答は、SHGアプリケーションやトポロジーの特性評価において興味深いものです。本研究では、単一の強誘電性渦ドメインを持つ球晶材料を合成し、その強誘電性特性と光学的非線形性を研究しました。この球晶材料は、極性分子RM734で構成され、平均分子配向と極性が放射状に配列された球冠形状を持ち、単一の渦ドメインを形成しています。これは、強誘電性ヒステリシスループおよび圧電力顕微鏡によって示されています。このような大きな単一渦ドメインは、局所的な極性特性を持つ二次の非線形性を生成でき、これを用いて強誘電性渦ドメインのトポロジー構造を特性評価することができます。このような単一渦ドメイン材料と光学的渦ビームのトポロジカルな類似性は、光学的渦の生成の有望な方法に光を当てるかもしれません。