铁电材料在强激光作用下孕育和产生了多种重要应用前景的物理性质，如声光、电光和反常光学效应等，逐渐成为发展新一代光电子器件的有力候选者。其中，具有多光子吸收效应的铁电体在生物成像、频率上转换激光和光限幅等方面具有潜在应用。然而，目前针对铁电材料的研究以双光子吸收为主，基于铁电材料实现更高阶的多光子非线性过程仍然是一个挑战性课题。
中科院福建物构所结构化学国家重点实验室“无机光电功能晶体材料”罗军华研究员团队”聚焦光与铁电材料的相互作用，发展了二维光铁电半导体材料的新体系(A')n-1(A)2MnX3n+1,其中A和A'为有机配体，M、X分别代表金属阳离子和阴离子基元。最近，通过对该材料体系的分子设计与结构调控，首次在铁电化合物中实现了高阶的多光子吸收效应。与南京大学徐金龙博士合作，通过改变激发波长，能够在550~2400 nm范围内分别实现二、三、四和五光子的非线性吸收诱导荧光。特别地，作为九阶非线性光学跃迁过程，在2400 nm飞秒激光作用下，化合物的五光子吸收截面系数达到~1.2×10-132 cm10 s4 photon-4，高于多数已知的有机分子。这项工作是首次在铁电材料中实现五光子非线性诱导荧光，对拓展铁电材料在非线性光学领域的应用提供了新思路。
相关研究成果发表在《先进材料》(Advanced Materials, 2020, DOI:10.1002/adma.202002972)。第一作者为联培毕业硕士生李茂蕃，通讯作者为孙志华研究员。该研究得到了国家杰出青年基金、重点项目、中科院战略性先导专项以及基金委“优青”面上和青促会优秀会员等项目资助。
论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202002972
（罗军华课题组供稿）
