以石墨烯（Graphene）為代表的二維材料是21世紀初發(fā)現(xiàn)的全新的物質(zhì)材料形態(tài)。與傳統(tǒng)三維材料相比，石墨烯具有超高的載流子遷移率、超高的熱導率、超寬的響應波段等優(yōu)異的光電性能，在微電子器件、光電感知、集成光子學等方面有廣闊的應用前景。近年來，石墨烯的非線性光學特性成為科學研究的前沿和熱點，被認為是未來最具潛力的非線性光學材料之一。 yjX9oxhtL  
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二次諧波（倍頻效應）是一種二階非線性光學效應，其產(chǎn)生需要被探測材料滿足中心反演對稱破缺的要求，對于中心反演對稱的結(jié)構(gòu)是無法觀察到二次諧波的。對材料二次諧波信號的研究，是獲取原子、分子微觀性質(zhì)信息的重要技術手段，有助于深入理解光與物質(zhì)相關作用的過程。石墨烯具有中心反演對稱的結(jié)構(gòu)，不具有二次諧波信號。如何誘導并實現(xiàn)對其倍頻效應特性調(diào)控是一個技術難點。 Tn e4  
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受鋰電池工作原理的啟發(fā)，中國科學院光電技術研究所前沿科學與技術研究院與新加坡國立大學、國防科技大學的研究人員合作構(gòu)建了類似于鋰離子電池的石墨烯插層器件。在保持石墨烯二維結(jié)構(gòu)的前提下，將鋰金屬插入石墨烯范德瓦爾斯層間，形成具有超分子結(jié)構(gòu)鋰石墨烯插層材料。鋰金屬的嵌入可以精確調(diào)控石墨烯中電子帶間、帶內(nèi)躍遷過程以及電子-聲子相互作用過程，進而實現(xiàn)石墨烯二次諧波特性可控調(diào)控。研究人員調(diào)節(jié)石墨烯層間鋰離子的數(shù)量，實現(xiàn)了對石墨烯二次諧波信號的可控調(diào)控。與傳統(tǒng)的電場調(diào)控、表面摻雜等方法相比，插層調(diào)控具有調(diào)控范圍大，調(diào)控過程可控、可逆，器件狀態(tài)可以實現(xiàn)不帶電保持等優(yōu)點。該研究揭示了鋰石墨烯插層材料優(yōu)異的非線性光學性質(zhì)，作為一種全新的可調(diào)光學倍頻材料，其將對先進納米光子器件的發(fā)展起到重要作用。研究中，科研人員展示了厘米量級樣品的制備。 20