二维CrPS₄单层中发现强磁性二次谐波产生效应

中国科学院合肥物质科学研究院盛志高研究员领导的研究小组利用稳恒强磁场实验装置，首次在单层CrPS4中观察到了由铁磁序引起的强非线性磁二次谐波(MSHG )。

二次谐波产生 (SHG) 是一种对材料对称性破缺敏感的非线性光学效应。SHG 最早出现在对称性破缺的晶体 (i 型) 中，也出现在磁性系统(c 型) 中，尽管它要弱得多。这限制了它在光学设备中的应用。

磁性二维范德华材料因其独特性质而备受关注，但仍具有尚未探索的非线性光学性质，特别是SHG与磁序之间的联系，这限制了它们在光电子领域的潜力。

此次研究中，盛教授团队对二维反铁磁材料CrPS 4中磁序相关的SHG效应进行了深入研究，发现在块体和偶数层CrPS 4中，反铁磁序没有产生c型SHG效应，而在奇数层CrPS 4中观察到了明显的由单层铁磁序引起的c型SHG效应。

这是在电偶极子近似下首次在二维磁体中观察到铁磁序诱导的 c 型 SHG 效应，源于空间和时间反演对称性的双重破缺。

更重要的是，研究团队发现，铁磁序诱导的c型倍频具有与i型倍频相当的信号强度，而i型倍频源于晶体结构对称性破缺，这在所有已知磁性材料中极为罕见。

论文第一作者侯德表示：“我们的发现揭示了二维磁性材料中SHG的一种新机制，大大丰富了磁序产生的SHG种类。”

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