开发MXene等二维材料的非线性光学性能可能有效的提升光谱光电子学、光学上的应用前景，因此中南大学何军、肖思等报道了碳化铌Nb₂C基MXene材料在可见光和近红外光区域内的非显性光学性质，激发载流子动力学过程。结果显示这种材料的非显性光学性质和波长/激子强度有关。作者发现三阶非线性光学敏感性Imχ⁽³⁾ 的虚部、灵敏值（FOM，figure of merit）分别为-1.4×10^-10 esu和7.5×10^-12 esu cm。非显性吸收响应的反演性质显示，Nb₂C纳米片材料在红外区间展现了非线性光学的光学开关（optical switch）等应用前景。同时，作者发现两种弛豫时间组成部分，其中分别为数百飞秒和数百皮秒。以上结果说明，二维Nb₂C在近红外纳米光子学上的应用前景。

本文要点

（1）

通过选择刻蚀、液相剥离方法得到少层Nb₂C纳米片材料，随后测试了其波长相关的非线性吸收性质，并且在1200 nm附近发现最高的非线性吸收，作者通过超快动力学测试进行研究，发现了两中超快载流子弛豫过程，分别为载流子-载流子散射、载流子-声子散射。此外，在1500~1600 nm内发生饱和吸收反演现象，说明了激发的光子和能带之间的相互作用。作者通过DFT方法和泵浦探针实验，发现双光子吸收的光学效应极限在1550 nm。

参考文献

Yiduo Wang, Yingwei Wang, Keqiang Chen, Kun Qi, Tianyu Xue, Han Zhang, Jun He*, and Si Xiao*

Niobium-Carbide Mxenes with Broadband Nonlinear Optic Response and Ultrafast Carrier Dynamics, ACS Nano. 2020

DOI：10.1021/acsnano.0c04390

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.0c04390