激光诱导缺陷Ag2O-Ag/CH3NH3PbBr3异质结的可调非线性光吸收特性及其在光子器件中的应用潜力

本文通过一步旋涂-电子束蒸发-激光辐照联用策略，成功构建了Ag2O-Ag/CH3NH3PbBr3（MAPbBr3）异质结复合材料。研究表明，激光诱导的纳米颗粒和氧空位缺陷可增强局域电磁场强度，使材料在1550 nm波长下呈现显著饱和吸收（SA）效应，其三阶非线性吸收系数高达-7.96×10?7 cm/W。该工作为设计高性能非线性光学（NLO）器件提供了新思路。

　　

Highlight

通过创新性结合一步旋涂、电子束蒸发和激光辐照技术，本研究成功制备了具有可调非线性光学特性的Ag₂O-Ag/MAPbBr₃异质结复合材料。扫描电镜（SEM）和X射线光电子能谱（XPS）证实，激光处理在材料表面形成了致密均匀的纳米颗粒并引入氧空位，这些结构特征共同诱导了宽谱等离子体共振吸收峰。

Results and discussion

X射线衍射（XRD）分析显示，不同脉冲宽度激光处理的样品均保持MAPbBr₃晶体结构（衍射峰14.85°-63.4°对应立方相晶面）。Z-扫描测试揭示异质结表现出强烈的饱和吸收（SA）行为，这归因于界面电荷转移抑制了激发态吸收导致的反饱和吸收（RSA）。有限时域差分（FDTD）模拟与实验结果高度吻合，证实局域电磁场增强是提升非线性效应的关键机制。

Conclusions

该研究通过激光辐照实现了Ag₂O-Ag/MAPbBr₃异质结非线性吸收特性的精准调控，其最大三阶非线性吸收系数达到-7.96×10^?7 cm/W。相比单层材料，异质结结构通过界面电荷转移显著优化了非线性响应，为开发新一代光开关、激光防护等非线性光学器件提供了重要材料基础。