通过将激光与晶格振动相结合，哥伦比亚大学的工程师和他们在马克斯·普朗克物质结构和动力学的理论合作者发现了一种改善分层二维材料非线性光学特性的方法。该研究已发布在《自然通讯》杂志上。
这项新研究的合著者、哥伦比亚工程学院的博士生塞西莉亚·陈和她来自亚历山大·盖塔的量子和非线性光子学小组的同事使用了六方氮化硼。与石墨烯类似，hBN是一种二维材料，具有重复的蜂窝状原子排列，可以剥离成具有明显量子特性的薄层。
Chen指出，hBN在环境温度下非常轻且稳定，因为硼和氮构成了其成分。这表明它们振动迅速。
在绝对零度以上，所有材料都会经历原子振动。这种运动可以被量子化为具有特定共振的称为声子的准粒子;在hBN的例子中，研究人员对在电磁波谱的中红外区域以41 THz振动的光学声子模式感兴趣，这相当于7.3μm的波长。
虽然中红外波长在晶体振动的背景下被视为短而高能量，但在绝大多数基于激光的光学研究中，它们被视为非常长且能量低，其中可见光到近红外范围，大约400 nm至2 μm，是大多数实验和研究的重点。
Chen和他的团队与博士生Jared Ginsberg和博士后Mehdi Jadidi一起，通过将激光系统调谐到hBN的7.3μm频率，能够有效地从介质中产生新的光学频率。
这是非线性光学的基本目标。安吉尔·卢比奥教授的马克斯·普朗克小组进行了理论工作，帮助实验团队理解了他们的发现。
他们研究了声子介导的四波混合非线性光学过程，以产生几乎等于光信号谐波的光，使用桌面，商用中红外激光器。此外，他们发现三次谐波的产生量是没有声子激励的30倍以上。
在随后的研究中，该团队打算研究如何利用光来改变hBN和类似材料。
