鐵電材料在強(qiáng)激光作用下，孕育和產(chǎn)生了具有重要應(yīng)用前景的物理性質(zhì)，如聲光、電光和反常光學(xué)效應(yīng)等，逐漸發(fā)展成為新一代光電子器件的有力候選者。其中，具有多光子吸收效應(yīng)的鐵電體在生物成像、頻率上轉(zhuǎn)換激光和光限幅等方面具有潛在應(yīng)用。然而目前，學(xué)界針對(duì)鐵電材料的研究以雙光子吸收為主，基于鐵電材料實(shí)現(xiàn)更高階的多光子非線性過(guò)程仍具挑戰(zhàn)性。

　　中國(guó)科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所結(jié)構(gòu)化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室“無(wú)機(jī)光電功能晶體材料”研究員羅軍華團(tuán)隊(duì)聚焦光與鐵電材料的相互作用，發(fā)展出二維光鐵電半導(dǎo)體材料的新體系(A')_n-1(A)₂M_nX_3n+1，其中A和A'為有機(jī)配體，M、X分別代表金屬陽(yáng)離子和陰離子基元。近期，研究人員通過(guò)對(duì)該材料體系的分子設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)調(diào)控，首次在鐵電化合物中實(shí)現(xiàn)了高階的多光子吸收效應(yīng)。與南京大學(xué)博士徐金龍合作，通過(guò)改變激發(fā)波長(zhǎng)，能夠在550~2400 nm范圍內(nèi)，分別實(shí)現(xiàn)二、三、四和五光子的非線性吸收誘導(dǎo)熒光。作為九階非線性光學(xué)躍遷過(guò)程，在2400nm飛秒激光的作用下，化合物的五光子吸收截面系數(shù)達(dá)到~1.2×10^-132 cm¹⁰ s⁴ photon^-4，高于多數(shù)已知的有機(jī)分子。該研究首次在鐵電材料中實(shí)現(xiàn)五光子非線性誘導(dǎo)熒光，對(duì)拓展鐵電材料在非線性光學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用提供了新思路。

　　相關(guān)研究成果以Giant and Broadband Multiphoton Absorption Nonlinearities of a 2D Organometallic Perovskite Ferroelectric為題，發(fā)表在《先進(jìn)材料》（Advanced Materials）上。聯(lián)培畢業(yè)碩士生李茂蕃為論文第一作者，研究員孫志華為論文通訊作者。研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目、國(guó)家杰出青年基金、中科院基礎(chǔ)前沿0-1原始創(chuàng)新項(xiàng)目、中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)專項(xiàng)以及國(guó)家優(yōu)秀青年基金、國(guó)家基金面上和青促會(huì)優(yōu)秀會(huì)員等的支持。

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　　福建物構(gòu)所高階多光子非線性響應(yīng)的光鐵電半導(dǎo)體材料研究獲進(jìn)展