Jauna pasauleoptoelektroniskās ierīces
Tehnoloģiju institūta Tehnoloģiju institūta pētnieki ir izstrādājuši saskaņoti kontrolētu griešanosoptiskais lāzerspamatojoties uz vienu atomu slāni. Šo atklājumu padarīja iespējamu ar koherentu no spin atkarīgu mijiedarbību starp vienu atomu slāni un horizontāli ierobežotu fotonisku spin režģi, kas atbalsta augsta Q spin ieleju caur Rashaba tipa spin spin sadalījumu ar iesieto stāvokļu fotoniem kontinuumā.
Rezultāts, kas publicēts Nature Materials un uzsvērts savā pētījumu īsumā, paver ceļu ar koherentu ar griešanos saistītu parādību izpēti klasiskajā unkvantu sistēmasun atver jaunas iespējas elektronu un fotonu griešanās pamatpētījumiem un pielietojumam optoelektroniskajās ierīcēs. Spin optiskais avots apvieno fotona režīmu ar elektronu pāreju, kas nodrošina metodi spin informācijas apmaiņas izpētei starp elektroniem un fotoniem un attīstīt uzlabotas optoelektroniskās ierīces.
Spin Valley optiskās mikrokavitācijas tiek konstruētas, saskaroties ar fotonisko griešanās režģu ar inversijas asimetriju (dzeltenā serdes reģions) un inversijas simetriju (ciāna apšuvuma reģions).
Lai izveidotu šos avotus, priekšnoteikums ir novērst griešanās deģenerāciju starp diviem pretējiem spin stāvokļiem fotona vai elektronu daļā. To parasti panāk, izmantojot magnētisko lauku zem Faraday vai Zeeman efekta, lai gan šīm metodēm parasti ir nepieciešams spēcīgs magnētiskais lauks un nevar radīt mikrosource. Vēl viena daudzsološa pieeja ir balstīta uz ģeometrisko kameru sistēmu, kas izmanto mākslīgu magnētisko lauku, lai ģenerētu fotonu spin-šķelšanās stāvokļus impulsa telpā.
Diemžēl iepriekšējie novērojumi par spin sadalītajiem stāvokļiem ir lielā mērā paļāvušies uz zemas masas faktoru izplatīšanās režīmiem, kas rada nelabvēlīgus ierobežojumus avotu telpiskajai un laika sakarībai. Šo pieeju kavē arī bloķēto lāzera-ieguva materiālu, kurus nevar viegli izmantot, lai aktīvi kontrolētugaismas avoti, it īpaši, ja istabas temperatūrā nav magnētisko lauku.
Lai sasniegtu augsta līmeņa spin-šķelšanās stāvokļus, pētnieki konstruēja fotoniskus griešanās režģus ar dažādām simetrijām, ieskaitot kodolu ar inversijas asimetriju un inversijas simetrisko aploksni, kas integrēta ar WS2 viena slāni, lai iegūtu sāniski ierobežotu spin ieleju. Pētnieku izmantotajai apgrieztā asimetriskajai režģim ir divas svarīgas īpašības.
Kontrolējamais no spin atkarīgais savstarpējais režģa vektors, ko izraisa neviendabīgas anizotropās nanopora, kas sastāv no tiem, ģeometriskās fāzes variācijas. Šis vektors sadala spin noārdīšanās joslu divās spin-polarizētos zaros impulsa telpā, kas pazīstama kā fotoniskais Rushberg efekts.
Pāris ar augstu Q simetrisku (kvazi) saistīto stāvokļu kontinuumā, proti, ± k (brillouin joslas leņķis) fotonu spin ielejas spin sadalīšanas zaru malā, veido vienādu amplitūdu saskaņotu superpozīciju.
Profesors Korens atzīmēja: “Mēs kā pastiprināšanas materiālu izmantojām WS2 monolīdus, jo šim tiešās joslas spraugas pārejas metāla disulfīdam ir unikāls ielejas pseido-spin un tas ir plaši pētīts kā alternatīvs informācijas nesējs ielejas elektronos. Konkrēti, to ± k 'ielejas eksitonus (kas izstaro plakano spin-polarizētu dipola izstarotāju formā) var selektīvi ierosināt ar spin-polarizētu gaismu saskaņā ar ielejas salīdzināšanas atlases noteikumiem, tādējādi aktīvi kontrolējot magnētiski brīvu spin spiningoptiskais avots.
Vienslāņa integrētā Spin Valley mikrokavitācijā ± k 'ielejas eksitoni tiek savienoti ar ± k spin ielejas stāvokli ar polarizācijas saskaņošanu, un spin eksitona lāzers istabas temperatūrā tiek realizēts ar spēcīgu gaismas atgriezenisko saiti. Tajā pašā laikā,lāzersMehānisms virza sākotnēji no fāzes neatkarīgu ± k 'ielejas eksitonus, lai atrastu sistēmas minimālo zaudējumu stāvokli un atjaunotu bloķēšanas korelāciju, pamatojoties uz ģeometrisko fāzi, kas ir pretī ± k spin ielejai.
Ielejas koherence, ko virza šis lāzera mehānisms, novērš nepieciešamību pēc periodiskas izkliedes zemas temperatūras nomākšanas. Turklāt Rashba vienslāņu lāzera minimālā zaudējuma stāvokli var modulēt ar lineāru (apļveida) sūkņa polarizāciju, kas nodrošina veidu, kā kontrolēt lāzera intensitāti un telpisko saskaņotību. ”
Profesors Hasmans skaidro: “AtklātsfotonisksSpin Valley Rashba efekts nodrošina vispārēju mehānismu virsmas izstarojošu spin optisko avotu konstruēšanai. Ielejas koherence, kas parādīta viena slāņa integrētā spin ielejas mikrokavitācijā, mūs vienam soli tuvina kvantu informācijas iegūšanai starp ± k 'ielejas eksitoniem, izmantojot Qubits.
Ilgu laiku mūsu komanda ir izstrādājusi spin optiku, izmantojot fotonu spin kā efektīvu instrumentu elektromagnētisko viļņu izturēšanās kontrolei. 2018. gadā, ieintriģējot ielejas pseido-spin divdimensiju materiālos, mēs sākām ilgtermiņa projektu, lai izpētītu atomu mēroga spin optisko avotu aktīvo kontroli, ja nav magnētisko lauku. Mēs izmantojam neklokālo ogu fāzes defektu modeli, lai atrisinātu koherentās ģeometriskās fāzes iegūšanas problēmu no vienas ielejas eksitona.
Tomēr, tā kā trūkst spēcīga sinhronizācijas mehānisma starp eksitoniem, vairāku ieleju eksitonu pamatkompozīcijas superpozīcija Rashuba viena slāņa gaismas avotā, kas ir sasniegts, joprojām nav atrisināts. Šī problēma mūs iedvesmo domāt par augsto Q fotonu Rashuba modeli. Pēc jaunu fizisko metožu ieviešanas mēs esam ieviesuši Rashuba viena slāņa lāzera lāzeru, kas aprakstīts šajā dokumentā. ”
Šis sasniegums paver ceļu koherento griešanās korelācijas parādību izpētei klasiskajos un kvantu laukos un paver jaunu veidu, kā pamata izpētīt un izmantot spintronic un fotoniskus optoelektroniskās ierīces.
Pasta laiks: 2012.-2024.