超快声子助力实现高效光能跃升
作者: aeks | 发布时间: 2025-10-17 04:09 | 更新时间: 2025-10-17 04:09
学科分类: 光学工程 材料科学与工程 物理学 电子科学与技术
声子辅助上转换（UC）是反斯托克斯光致发光的一种基础且被广泛研究的过程，它在超快电子-声子耦合物理以及多种光子应用中都占据核心地位。然而，上转换的超快动力学极限问题尚未得到解决，这阻碍了它与非线性光学领域的融合。在本研究中，我们发现在非线性光学体系下，二维有机-无机杂化钙钛矿中通过亚35飞秒（1飞秒等于千万亿分之一秒）的声子动力学过程，可实现约200毫电子伏特的巨单步上转换。这种单步上转换接近约23飞秒的声子动力学极限，获得的能量约为室温热能（约25毫电子伏特）的8倍，从而能够协同融入非线性光学领域。得益于有机振动与无机晶格中激子之间独特的电子-声子耦合作用，这种上转换展现出拉曼各向异性和强非线性的鲜明特征。这项研究为探索未知的声子动力学和非线性光学机制开辟了新途径，并在光制冷、上转换能量收集和光学显微技术等方面具有显著优势。