Uus maailmoptoelektroonilised seadmed
Technion-Iisraeli tehnoloogiainstituudi teadlased on välja töötanud sidusalt kontrollitud spinnioptiline laserpõhineb ühel aatomikihil. Selle avastuse võimaldas ühe aatomikihi ja horisontaalselt piiratud fotoonilise spin-võre vahelise sidusa spinnist sõltuva interaktsiooni abil, mis toetab kõrge-Q spin-orgu läbi Rashaba-tüüpi spinni spin-footonitega seotud olekute footonite (pidevasse oleku footonites.
Loodusmaterjalides avaldatud ja oma uurimistöö lühikokkuvõttes esile tõstetud tulemus sillutab teed sidusate spinniga seotud nähtuste uurimisele klassikalises jakvantsüsteemid, ja avab uued võimalused elektronide ja footoni spinni põhiliste uuringute ja rakenduste jaoks optoelektroonilistes seadmetes. Spin optiline allikas ühendab footonrežiimi elektronide üleminekuga, mis pakub meetodit elektronide ja footonite vahelise spinni teabevahetuse uurimiseks ning täiustatud optoelektroonikaseadmete väljatöötamiseks.
Spin Valley optilised mikrokiirused konstrueeritakse fooniliste spinnide võrede liidestamise teel inversiooni asümmeetria (kollase südamiku piirkond) ja inversiooni sümmeetriaga (tsüaani katte piirkond).
Nende allikate ehitamiseks on eeltingimus footoni või elektronide osa kahe vastassuunalise spinni oleku vahelise spinni degeneratsiooni kaotamine. Tavaliselt saavutatakse see magnetvälja rakendamisel Faraday või Zeemani efekti all, ehkki need meetodid vajavad tavaliselt tugevat magnetvälja ja ei saa mikrotuure toota. Veel üks paljutõotav lähenemisviis põhineb geomeetrilisel kaamerasüsteemil, mis kasutab kunstlikku magnetvälja footonite spinn-split olekute genereerimiseks impulsiruumis.
Kahjuks on varasemad vaatlused spinni jagatud olekute kohta tuginenud suuresti madala massiga tegurite leviku režiimidele, mis seavad allikate ruumilisele ja ajalisele sidususele kahjulikke piiranguid. Seda lähenemisviisi takistab ka blokeerivate lasermaterjalide spin-kontrollitud olemus, mida ei saa või ei saa hõlpsasti kasutada aktiivseks kontrollimiseksvalgusallikad, eriti magnetväljade puudumisel toatemperatuuril.
Kõrge-Q-i spin-lõhestavate olekute saavutamiseks konstrueerisid teadlased erinevate sümmeetriatega fotoonilise spin-võre, sealhulgas inversiooni asümmeetriaga südamiku ja inversiooni sümmeetrilise ümbrikuga, mis on integreeritud WS2 ühekihiga, et saada külgsuunas piiratud spin-orgu. Põhiline pöördvõrdeline asümmeetriline võre, mida teadlased kasutavad, on kaks olulist omadust.
Kontrollitav spinnist sõltuv vastastikune võrevektor, mis on põhjustatud neist heterogeense anisotroopse nanopoorse geomeetrilise faasi ruumi variatsioonist. See vektor jagab spinni lagunemisriba kaheks spin-polariseeritud oksaks impulsiruumis, mida tuntakse fotoonilise Rusbergi efektina.
Paar kõrget Q -sümmeetrilist (kvaasi) seotud olekuid pidevas, nimelt ± K (Brillouini riba nurk) footoni spinni orud spinni lõhestamisoksade servas moodustavad võrdsete amplituudide sidusa superpositsiooni.
Professor Koren märkis: „Me kasutasime WS2 monoliide võimendusmaterjalina, kuna sellel otsese riba GAP-i ülemineku metalli disulfiidil on ainulaadne oru pseudo-spin ja seda on laialdaselt uuritud kui orulektronites alternatiivse teabe kandjana. Täpsemalt, nende ± k 'orgu eksitonid (mis kiirgavad tasapinnaliste spin-polariseeritud dipoolifoleemitte kujul) saab spin-polariseeritud valguse järgi valikuliselt erutada vastavalt oru võrdlemisreeglitele, kontrollides seega aktiivselt magnetiliselt vaba spinnioptiline allikas.
Ühekihilise integreeritud spinni oru mikrolahuse korral ühendatakse ± K 'oru eksitonid ± K spinni oru olekuga polarisatsiooni sobitamisega ja toatemperatuuril keritava expitoni laser realiseeritakse tugeva valguse tagasiside abil. Samal ajallaserMehhanism juhib algselt faasist sõltumatut ± k 'orgu eksitonid, et leida süsteemi minimaalne kadude olek ja taastada lukustuskorrelatsioon geomeetrilisel faasil, mis vastas ± K spin-orule.
Selle laserimehhanismi ajendatud orgu sidusus välistab vahelduva hajumise madala temperatuuri supressiooni vajaduse. Lisaks saab Rashba ühekihilise laseri minimaalset kaotuse olekut moduleerida lineaarse (ümmarguse) pumba polarisatsiooni abil, mis annab viisi laseri intensiivsuse ja ruumilise sidususe kontrollimiseks. ”
Professor Hasman selgitab: „paljastatudfotoonilineSpin Valley Rashba efekt pakub üldist mehhanismi pinna kiirgavate optiliste allikate konstrueerimiseks. Ühekihilise integreeritud spinni oru mikrokahjustuses demonstreeritud orgu sidusus viib meile ühe sammu lähemale kvantteabe takerdumisele ± K 'oru eksitonide vahel.
Pikka aega on meie meeskond arendanud spin -optikat, kasutades footoni spinni efektiivse vahendina elektromagnetiliste lainete käitumise juhtimiseks. Aastal 2018, mis oli oru pseudo-spin intrigeeritud kahemõõtmelistes materjalides, alustasime pikaajalist projekti, et uurida aatomiskaala spinni optiliste allikate aktiivset kontrolli magnetväljade puudumisel. Me kasutame mitte-lokaalset marjafaasi defekti mudelit, et lahendada ühe oru eksitonist koherentse geomeetrilise faasi saamise probleem.
Kuna eksitonide vahel puudub tugev sünkroniseerimismehhanism, jääb mitme oru eksitonide põhimõtteline sidus superpositsioon Rashuba ühekihiliste valgusallikates, mis on saavutatud, lahendamata. See probleem inspireerib meid mõtlema kõrge Q footonite Rashuba mudeli peale. Pärast uute füüsiliste meetodite uuendamist oleme rakendanud selles artiklis kirjeldatud Rashuba ühekihilise laseri. ”
See saavutus sillutab teed klassikalistes ja kvantväljades sidusate spinni korrelatsiooni nähtuste uurimiseks ning avab uue viisi spintroniliste ja fotooniliste optoelektroonikaseadmete alusuuringuteks ja kasutamiseks.
Postiaeg: märts-12.-20124