氧氯化钒（VOCl）被识别为具“超大”非线性光学各向异性的二维材料，有望推动红外应用发展
Date: 09 Jan 2026 |
氧氯化钒（VOCl）被确认为具有巨大非线性光学各向异性的二维强关联材料，为红外光子学发展提供新平台。
2026年1月8日——Vanitec关注到一项最新研究指出，二维电荷转移莫特绝缘体氧氯化钒（VOCl）在红外波段表现出高度可调且巨大的非线性光学各向异性，有望推动红外纳米光子与光电器件的创新发展。
该研究发表于《Light: Science & Applications》，显示通过剥离获得的VOCl纳米薄片在三次谐波产生（THG）中具有显著的各向异性特征。在1280 nm激发下，其THG各向异性比高达约187，是目前范德华材料中报道的最高值之一。
研究核心发现：
- 宽带可调的“超大”各向异性：THG各向异性比在1280 nm激发时可达187，而在2028 nm激发时约为2.6，调制幅度达72倍。
- 层数无关的三阶非线性响应：三阶非线性极化率χ⁽³⁾约10⁻¹⁹ m²/V²，且几乎不随厚度变化，表明其层间耦合极弱。
- 强关联电子机制主导：各向异性源于电荷转移莫特绝缘体特性与正交晶系结构对称性破缺的协同作用。
- 反铁磁基态：体相VOCl在约79 K以下呈面内反铁磁有序，进一步证实其强关联属性。
红外应用前景：
VOCl在红外激发下可高效产生可见光波段的三次谐波（如1558 nm激发对应519 nm发射），展现了其作为纳米尺度频率转换材料的潜力。其强烈的方向性非线性响应支持多种器件构想，包括：
- 集成偏振分束器
- 偏振选择性长波上转换光电探测器
- 偏振超快激光器件
Vanitec观点：
该研究拓展了钒基材料的功能边界，表明其在二维强关联材料与红外光子学等前沿领域具有重要应用潜力。
论文信息：
“Colossal infrared nonlinear optical anisotropy in a 2D charge-transfer Mott insulator”（《Light: Science & Applications》，2026）。