고체상 분자 포논(solid-state molecular phonons)은 다양한 포토닉 및 광전자 소자들의 성능에 핵심적인 역할을 한다. 본 연구에서는 포논 억제 역할을 하는 카테콜(catechol) 기를 기반으로, 결합 간 분자 부착(intermolecular adhesive)을 억제하는 새로운 유기 테라헤르츠(THz) 생성기를 개발하였다. 카테콜 기는 미셀에서 영감을 받은 기계적 접착 화학에서 널리 사용된다. 새롭게 설계된 유기 전기광학 결정은 카테콜 기반 비선형 광학 4-(3,4-dihydroxystyryl)-1-methylpyridinium (DHP) 양이온과 4-(trifluoromethyl)benzenesulfonate 음이온 (TFS)으로 구성되며, 두 성분 모두 다중 간이온(interionic) 상호작용 능력을 가진다. 흥미롭게도, THz 생성기를 위한 벤치마크 유기 결정과 비교할 때 DHP-TFS 결정은 최저 공극 체적(void volume)과 최고 결정 밀도에서 동시에 최상위 수준의 값을 달성하여, 고체상 분자 포논의 진폭이 예외적으로 작다. 동시에 분자 포논 진폭을 작게 유지하면서, 큰 광 비선형성 및 적외선 광 펌프 파장 영역에서의 우수한 위상정합(phase matching)을 달성함으로써, DHP-TFS 결정은 광-THz 변환 효율이 높은 조건에서 최대 16 THz까지의 광대역 THz 파동을 생성할 수 있다. 이는 상용 무기질(inorganic) THz 생성기보다 한 자릿수(10배) 높은 수준이다.

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