二维过渡金属二硫化物 (TMDCs)，如MoS₂，表现出强烈的非线性光学响应，包括二次谐波、三次谐波、高次谐波和四波混频等。这些效应使其适用于探索超快光-物质相互作用以及开发新型纳米光子和光电器件应用。在之前的研究中，TMDCs中的非线性光学响应已通过应变、人工堆叠和等离子纳米结构等手段得以调控。然而，大部分的努力仅限于光信号振幅调控。在纳米尺度上对TMDCs中非线性光的振幅、偏振态和相位进行多维度调控仍具挑战性。

鉴于此，内布拉斯加大学林肯分校洪霞教授团队，由大连理工大学李大卫研究员为第一作者，将单层MoS₂与外延PbZr_0.2Ti_0.8O₃ (PZT)薄膜和自支撑PZT膜结合形成异质界面，通过写入不同铁电畴图案在纳尺度实现对二次谐波光信号振幅和偏振的调控，并证明了利用PZT自支撑膜可以对非线性光偏振进行实时编程操控。相关成果以“Ferroelectric Domain Control of Nonlinear Light Polarization in MoS₂ via PbZr_0.2Ti_0.8O₃ Thin Films and Free-Standing Membranes”为题，发表在《Advanced Materials》期刊上。

本文要点:

（1）MoS₂极轴与PZT铁电畴面外极化或畴壁面内极化之间通过耦合，可将二次谐波光的偏振态分别调控为三重对称性(C_3v) 和两重对称性 (C_2v) 图案，该实验结果与非线性电磁理论计算结果相一致。

（2）将自支撑PZT铁电薄膜与MoS₂相结合，显示出其潜在的对非线性光偏振进行实时编程操控能力，为发展智能纳米光子学、光子计算系统等开辟了新的途径。

论文发表链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202208825

媒体报道链接：https://mp.weixin.qq.com/s/yQ_Sco51pFuIjvWsuKN_Mw

媒体转载链接: https://mp.weixin.qq.com/s/mPIt1CQigiHn7yXIi2pBng 

(李大卫 撰稿)