金属碲用于宽带超快非线性光学应用

    元素碲作为一种在纳米技术中具有潜在应用前景的元素，目前引起人们极大的兴趣，因为最近发现了其三个二维相以及在其Femi级附近存在Weyl节点。在这里，我们报道元素碲颗粒[Te（0）]的独特纳米光子特性，这些是从碲-氧阴离子呼吸细菌的培养物中收获的。与化学形成的纳米材料相比，细菌形成的纳米晶体在测试的光子应用中被证明是有效的，表明了独特且环保的合成途径。该材料的非线性光学测量结果显示，在宽广的时间和波长范围内，由Mie散射引起的强烈的饱和吸收和非线性消光。在这两种情况下，与石墨烯相比，Te-纳米颗粒均表现出优异的光学非线性。我们证明了生物碲可用于多种光子应用，包括其概念证明，可作为超快锁模器和全光开关使用。

    低尺寸材料在电子和光子行业中扮演着越来越重要的角色。元素碲[Te（0）]由于其非常规的特性而最近被重点研[2,3,4,5]。据预测，大三角碲在费米能级附近有多个Weyl结点5，这为高载流子迁移率和拓扑装置打开了可能性。最近，已经报道了三个二维碲烯相（α-，β-和γ-Te）2、3、6、7。它们表现出出色的载流子迁移率，比最深入研究的2D模拟物3 MoS2高出2-3个数量级。特别是，可以通过自发的相变由三角Te形成几层α-碲3,8。这些特性使碲成为下一代光电和光子器件的首选材料。

    碲纳米材料的常规合成在很大程度上依赖于化学方法，该方法采用苛刻的试剂，高温以及与大量危险废物处置相关的高成本。使用可以处理第6组准金属的氧阴离子（例如，Se和Te）的特定厌氧细菌作为呼吸电子受体，会导致其还原为元素态，从而使其在室温下形成。这种方法在纳米光子学中具有重要的适用性，因为它为更常用的化学技术提供了一种无污染替代方法的可能性9、10、11、12、13。此外，最近证明了用于自组装电子设备的生物合成途径14。但是，生物学上形成的Te（0）-纳米粒子的物理性能很大程度上尚未开发。

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