二層MoS2における層間エキシトン媒介の第二高調波発生。

第二高調波発生（SHG）は非線形光学プロセスであり、二つの光子がコヒーレントに結合してそのエネルギーの二倍の一つの光子になります。効率的なSHGは、転移金属ジカルコジェナイド単層のような反転対称性の破れた結晶で発生します。ここでは、反転対称性結晶における非線形光学プロセスの調整を示します。この調整可能性は、層内エキシトン共鳴と層間エキシトン共鳴の両方に対して強い光学振動子の強度を示す二層MoS2の独自の特性に基づいています。レーザーエネルギーを変化させてSHG信号をこれらの共鳴に調整することで、SHGの振幅は数桁増強されます。共鳴の場合、二層のSHG信号は単層のオフ共鳴信号に匹敵する振幅に達します。外部電場が適用されると、層間エキシトンエネルギーはスターク効果による内蔵電気双極子によって調整可能です。その結果、層間エキシトンの縮退が解消され、二層のSHG応答はさらに二桁増強され、私たちのモデル計算によって良く再生されます。層間エキシトン遷移は、ツイスト角や材料の組み合わせを選ぶことによっても高度に調整可能であるため、私たちの結果は層状材料のSHG応答を設計する新たなアプローチを開きます。