非线性纳米光子学是利用工程纳米结构将光聚集到小体积中，并且通过光谱和空间控制增强非线性光学的过程。由于石墨烯本身具有明显的电场调谐的非线性光学响应，在非线性光电应用方面具有很大的应用前景。在此，我们报告了石墨烯-绝缘体-金属异质结构中异常强的光学非线性，与纯石墨烯相比，该异质结构的三次谐波信号增强了三个数量级。此外，通过外部栅压，可增加石墨烯费米能量，发现石墨烯等离子体激元激发了光学非线性并调制了三次谐波信号。研究结果表明，石墨烯-绝缘体-金属是一种有前途的异质结构，可用于光学控制和电可调的纳米光电组件。
 
  
Fig. 1 栅极可调石墨烯异质结构示意图。
 
 
Fig. 2 三次谐波信号的表征。
 
 
Fig. 3 三阶非线性磁化率与电门控的关系。
 
 
Fig. 4 石墨烯等离子体激元在THG中的作用。
 
       相关研究成果于2020年由维也纳大学Irati Alonso Calafell 第一作者，发表在Nat. Nanotechnol. (https://doi.org/10.1038/s41565-020-00808-w）上。原文；Giant enhancement of third-harmonic generation in graphene–metal heterostructures。
 
转自《石墨烯杂志》公众号