Jauna optoelektronisko ierīču pasaule

Jauna pasauleoptoelektroniskās ierīces

Technion-Izraēlas Tehnoloģiju institūta pētnieki ir izstrādājuši koherenti kontrolētu spinu.optiskais lāzerspamatojoties uz vienu atomu slāni. Šo atklājumu padarīja iespējamu koherenta spinatkarīga mijiedarbība starp vienu atomu slāni un horizontāli ierobežotu fotonisku spina režģi, kas atbalsta augsta Q spina ieleju, izmantojot Rašabas tipa saistīto stāvokļu fotonu spina sadalīšanu kontinuumā.
Rezultāts, kas publicēts žurnālā Nature Materials un izcelts pētījuma kopsavilkumā, paver ceļu koherentu ar spinu saistītu parādību izpētei klasiskajā unkvantu sistēmas, un paver jaunas iespējas fundamentāliem pētījumiem un elektronu un fotonu spina pielietojumiem optoelektroniskās ierīcēs. Spinoptiskais avots apvieno fotonu režīmu ar elektronu pāreju, kas nodrošina metodi spina informācijas apmaiņas izpētei starp elektroniem un fotoniem un modernu optoelektronisko ierīču izstrādei.

Spin ielejas optiskās mikrodobumi tiek veidoti, savienojot fotoniskos spin režģus ar inversijas asimetriju (dzeltenā kodola reģions) un inversijas simetriju (ciāna apšuvuma reģions).
Lai izveidotu šos avotus, priekšnoteikums ir novērst spina deģenerāciju starp diviem pretējiem spina stāvokļiem fotona vai elektrona daļā. To parasti panāk, pielietojot magnētisko lauku Faradeja vai Zēmana efekta ietekmē, lai gan šīm metodēm parasti ir nepieciešams spēcīgs magnētiskais lauks un tās nevar radīt mikroavotu. Vēl viena daudzsološa pieeja ir balstīta uz ģeometrisku kameru sistēmu, kas izmanto mākslīgu magnētisko lauku, lai ģenerētu fotonu spina sadalījuma stāvokļus impulsa telpā.
Diemžēl iepriekšējie spina sašķelšanās stāvokļu novērojumi lielā mērā balstījās uz mazas masas faktora izplatīšanās režīmiem, kas rada nelabvēlīgus ierobežojumus avotu telpiskajai un laika koherencei. Šo pieeju kavē arī blokveida lāzera pastiprinājuma materiālu spina kontrolētais raksturs, kurus nevar vai nevar viegli izmantot aktīvai kontrolei.gaismas avoti, īpaši, ja istabas temperatūrā nav magnētiskā lauka.
Lai sasniegtu augsta Q spinu sadalīšanas stāvokļus, pētnieki konstruēja fotoniskos spinu režģus ar dažādām simetrijām, tostarp kodolu ar inversijas asimetriju un inversijas simetrisku apvalku, kas integrēts ar WS2 vienu slāni, lai radītu sāniski ierobežotas spinu ielejas. Pētnieku izmantotajam pamata apgrieztajam asimetriskajam režģim ir divas svarīgas īpašības.
Vadāms spinatkarīgs reciprokrežģa vektors, ko izraisa no tiem veidotā heterogēnā anizotropiskā nanoporainā materiāla ģeometriskā fāzes telpas variācija. Šis vektors sadala spina degradācijas joslu divos spinpolarizētos zaros impulsa telpā, kas pazīstams kā fotoniskais Rušberga efekts.
Divi augstas Q vērtības simetriski (kvazi) saistīti stāvokļi kontinuumā, proti, ±K (Brillouēna joslas leņķis) fotonu spinu ielejas spinu sadalīšanas zaru malā, veido koherentu vienādu amplitūdu superpozīciju.
Profesors Korens atzīmēja: “Mēs izmantojām WS2 monolīdus kā pastiprināšanas materiālu, jo šim tiešās joslas spraugas pārejas metāla disulfīdam ir unikāls ielejas pseidospins un tas ir plaši pētīts kā alternatīvs informācijas nesējs ielejas elektronos. Konkrēti, to ±K’ ielejas eksitonus (kas izstaro plaknes spinpolarizētu dipola emitētāju veidā) var selektīvi ierosināt ar spinpolarizētu gaismu saskaņā ar ielejas salīdzināšanas atlases noteikumiem, tādējādi aktīvi kontrolējot magnētiski brīvu spinu.”optiskais avots.
Vienslāņa integrētā spina ielejas mikrodobumā ±K 'ielejas eksitoni ir savienoti ar ±K spina ielejas stāvokli, izmantojot polarizācijas saskaņošanu, un spina eksitonu lāzers istabas temperatūrā tiek realizēts ar spēcīgu gaismas atgriezenisko saiti. Tajā pašā laikā,lāzersmehānisms darbina sākotnēji no fāzes neatkarīgos ±K 'ielejas eksitonus, lai atrastu sistēmas minimālo zudumu stāvokli un atjaunotu bloķēšanas korelāciju, pamatojoties uz ģeometrisko fāzi, kas atrodas pretī ±K spina ielejai.
Šī lāzera mehānisma vadītā ielejas koherence novērš nepieciešamību pēc intermitējošas izkliedes slāpēšanas zemā temperatūrā. Turklāt Rašbas monoslāņa lāzera minimālo zudumu stāvokli var modulēt ar lineāru (apļveida) sūkņa polarizāciju, kas nodrošina veidu, kā kontrolēt lāzera intensitāti un telpisko koherenci.
Profesors Hasmans skaidro: “AtklātaisfotonisksSpin ielejas Rašbas efekts nodrošina vispārēju mehānismu virsmas emitējošo spin optisko avotu konstruēšanai. Ielejas koherence, kas demonstrēta viena slāņa integrētā spin ielejas mikrodobumā, mūs pietuvina kvantu informācijas sapīšanās sasniegšanai starp ±K' ielejas eksitoniem, izmantojot kubitus.
Ilgu laiku mūsu komanda ir izstrādājusi spina optiku, izmantojot fotonu spinu kā efektīvu instrumentu elektromagnētisko viļņu uzvedības kontrolei. 2018. gadā, ieinteresēti ielejas pseidospinā divdimensiju materiālos, mēs uzsākām ilgtermiņa projektu, lai izpētītu atomu mēroga spina optisko avotu aktīvu kontroli bez magnētiskajiem laukiem. Mēs izmantojam nelokālo Berija fāzes defektu modeli, lai atrisinātu problēmu, kā iegūt koherentu ģeometrisko fāzi no viena ielejas eksitona.
Tomēr, tā kā starp eksitoniem trūkst spēcīga sinhronizācijas mehānisma, Rašubas vienslāņa gaismas avotā panāktā vairāku ieleju eksitonu fundamentālā koherentā superpozīcija joprojām nav atrisināta. Šī problēma iedvesmo mūs domāt par Rašubas augstas Q fotonu modeli. Pēc jaunu fizikālu metožu ieviešanas esam ieviesuši šajā rakstā aprakstīto Rašubas vienslāņa lāzeru.
Šis sasniegums paver ceļu koherentu spinu korelācijas parādību izpētei klasiskajā un kvantu jomā un paver jaunu ceļu spintronisko un fotonisko optoelektronisko ierīču fundamentālajiem pētījumiem un izmantošanai.