ოპტოელექტრონული მოწყობილობების ახალი სამყარო

ახალი სამყაროოპტოელექტრონული მოწყობილობები

Technion-Israel ტექნოლოგიის ინსტიტუტის მკვლევარებმა შეიმუშავეს თანმიმდევრულად კონტროლირებადი დატრიალებაოპტიკური ლაზერიერთი ატომური ფენის საფუძველზე. ეს აღმოჩენა შესაძლებელი გახდა თანმიმდევრული სპინზე დამოკიდებული ურთიერთქმედებით ერთ ატომურ ფენასა და ჰორიზონტალურად შეზღუდული ფოტონური სპინების ლაქს შორის, რომელიც მხარს უჭერს მაღალ-Q- ს სპინ ველს რაშაბას ტიპის სპინების გაყოფის გზით, შეკრული სახელმწიფოების ფოტონების გაყოფა კონტინუმში.
შედეგი, რომელიც გამოქვეყნებულია Nature Material- ში და მის კვლევის მოკლე შინაარსში აღინიშნა, გზას უქმნის კლასიკურ დაკვანტური სისტემებიდა ხსნის ახალ გზებს ელექტრონული და ფოტონის სპინების ფუნდამენტური კვლევებისა და გამოყენებისთვის ოპტოელექტრონულ მოწყობილობებში. SPIN ოპტიკური წყარო აერთიანებს ფოტონის რეჟიმს ელექტრონულ გადასვლასთან, რომელიც უზრუნველყოფს ელექტრონებსა და ფოტონებს შორის ინფორმაციის გაცვლის შესწავლის მეთოდს და მოწინავე ოპტოელექტრონული მოწყობილობების განვითარებას.

Spin Valley ოპტიკური მიკროტალღები აგებულია ფოტონური სპინების ლაქების ინტერფეისით ინვერსიული ასიმეტრიით (ყვითელი ძირითადი რეგიონი) და ინვერსიული სიმეტრიით (ციანის მოპირკეთების რეგიონი).
ამ წყაროების ასაშენებლად, წინაპირობაა, რომ აღმოფხვრას დატრიალების დეგენერაცია ფოტონის ან ელექტრონული ნაწილის ორ საპირისპირო სფინალურ მდგომარეობას შორის. ეს ჩვეულებრივ მიიღწევა ფარადეის ან ზეიმანის ეფექტის ქვეშ მაგნიტური ველის გამოყენებით, თუმცა ამ მეთოდებს ჩვეულებრივ სჭირდება ძლიერი მაგნიტური ველი და ვერ წარმოქმნის მიკროკროდს. კიდევ ერთი პერსპექტიული მიდგომა ემყარება გეომეტრიული კამერის სისტემას, რომელიც იყენებს ხელოვნურ მაგნიტურ ველს, რათა წარმოქმნას ფოტონების სპინ-გაზიანი სახელმწიფოები იმპულსის სივრცეში.
სამწუხაროდ, Spin Split- ის სახელმწიფოების წინა დაკვირვებებმა დიდწილად ეყრდნობოდა დაბალი მასის ფაქტორების გამრავლების რეჟიმებს, რაც იწვევს უარყოფით შეზღუდვებს წყაროების სივრცითი და დროებითი თანმიმდევრულობის შესახებ. ეს მიდგომა ასევე შეფერხებულია ბლოკირებული ლაზერული მომატებული მასალების სპინ-კონტროლირებადი ბუნებით, რომელთა საშუალებითაც ვერ გამოიყენებს ან მარტივად ვერ გამოიყენებს აქტიურად კონტროლსმსუბუქი წყაროებიგანსაკუთრებით მაგნიტური ველების არარსებობის პირობებში ოთახის ტემპერატურაზე.
მაღალი Q– ის სპინების გამყარებული მდგომარეობების მისაღწევად, მკვლევარებმა ააშენეს ფოტონური სპინების ლაქები სხვადასხვა სიმეტრიით, მათ შორის, ბირთვი ინვერსიული ასიმეტრიით და ინვერსიული სიმეტრიული კონვერტით, რომელიც ინტეგრირებულია WS2 ერთჯერადი ფენით, რათა წარმოქმნას გვერდითი შეზღუდული სპინების ხეობები. მკვლევარების მიერ გამოყენებული ძირითადი ინვერსიული ასიმეტრიული ლაქი აქვს ორი მნიშვნელოვანი თვისება.
კონტროლირებადი სპინზე დამოკიდებული საპასუხო ქსელის ვექტორი, რომელიც გამოწვეულია მათგან ჰეტეროგენული ანისოტროპული ნანოპორუსის გეომეტრიული ფაზის სივრცის ცვალებადობით. ეს ვექტორი სპინების დეგრადაციის ზოლს ანაწილებს იმპულსიურ სივრცეში ორ სპინ-პოლარიზებულ ტოტად, რომელიც ცნობილია როგორც ფოტონური რუშბერგის ეფექტი.
მაღალი Q სიმეტრიული (კვაზი) შეკრული სახელმწიფოების წყვილი კონტინუუმში, კერძოდ ± K (Brillouin band კუთხე) ფოტონის სპინების ხეობები სპინების გაყოფის ფილიალების პირას, ქმნის თანაბარი ამპლიტუტების თანმიმდევრულ სუპერპოზიციას.
პროფესორმა კორენმა აღნიშნა: ”ჩვენ გამოვიყენეთ WS2 მონოლიდები, როგორც მოგების მასალა, რადგან ამ პირდაპირი ჯგუფის უფსკრული გადასვლის ლითონის დისულფიდს აქვს უნიკალური ველი ფსევდო-სპინი და ფართოდ არის შესწავლილი, როგორც ალტერნატიული ინფორმაციის გადამზიდავი ველი ელექტრონებში. კერძოდ, მათი ± K 'Valley Excitons (რომლებიც ასხივებენ პლანტარული სპინ-პოლარიზებული დიპოლური ემიტერების სახით) შეიძლება შერჩევით აღფრთოვანებული იყოს სპინ-პოლარიზებული შუქით ველის შედარების შერჩევის წესების შესაბამისად, რითაც აქტიურად აკონტროლებს მაგნიტურად თავისუფალი დატრიალებასოპტიკური წყარო.
ერთ ფენის ინტეგრირებულ Spin Valley- ის მიკროტალღურაში, ± K 'Valley- ის აგზნებები თან ახლავს ± K- ის სპინ ველის მდგომარეობას პოლარიზაციის შესატყვისად, ხოლო ოთახის ტემპერატურაზე სპინების ექსკიტონის ლაზერი რეალიზებულია ძლიერი მსუბუქი გამოხმაურებით. ამავე დროს,ლაზერიმექანიზმი ახდენს თავდაპირველად ფაზის დამოუკიდებელ ± K 'Valley Excitons- ს, სისტემის მინიმალური ზარალის მდგომარეობის მოსაძებნად და ჩაკეტვის კორელაციის ხელახლა დამკვიდრებაში, გეომეტრიული ფაზის საფუძველზე, ± K სპინის ხეობის საპირისპიროდ.
ამ ლაზერული მექანიზმით გამოწვეული ველი თანხვედრა გამორიცხავს წყვეტილი გაფანტვის დაბალი ტემპერატურის ჩახშობის აუცილებლობას. გარდა ამისა, რაშბას მონოლიტერის ლაზერის მინიმალური ზარალის მდგომარეობა შეიძლება მოდულირდეს ხაზოვანი (წრიული) ტუმბოს პოლარიზაციით, რაც უზრუნველყოფს ლაზერული ინტენსივობისა და სივრცითი თანმიმდევრულობის კონტროლის საშუალებას. ”
პროფესორი ჰასმანი განმარტავს: ”გამოვლენილიფოტონურიSpin Valley Rashba ეფექტი იძლევა ზოგად მექანიზმს ზედაპირის გამოსხივების ოპტიკური წყაროების მშენებლობისთვის. ველი თანხვედრა, რომელიც აჩვენა ერთ ფენის ინტეგრირებულ Spin Valley Microcavity– ში, ერთ ნაბიჯს მიუახლოვდება quity– ს მეშვეობით ± K– ველი აგზნებს შორის კვანტური ინფორმაციის მიღწევაში.
დიდი ხნის განმავლობაში, ჩვენი გუნდი ავითარებს Spin Optics- ს, იყენებს Photon Spin- ს, როგორც ეფექტურ ინსტრუმენტს ელექტრომაგნიტური ტალღების ქცევის კონტროლისთვის. 2018 წელს, ველი ფსევდო-სპინით, ორგანზომილებიან მასალებში, ჩვენ დავიწყეთ გრძელვადიანი პროექტი, რომ გამოვიკვლიოთ ატომური მასშტაბის სპინების ოპტიკური წყაროების აქტიური კონტროლი მაგნიტური ველების არარსებობის შემთხვევაში. ჩვენ ვიყენებთ არა ადგილობრივი კენკრის ფაზის დეფექტის მოდელს, რათა გადავწყვიტოთ ერთი ველი ექსცტონიდან თანმიმდევრული გეომეტრიული ფაზის მოპოვების პრობლემა.
ამასთან, აგზნებს შორის ძლიერი სინქრონიზაციის მექანიზმის არარსებობის გამო, მრავალჯერადი ხეობის აგზნების ფუნდამენტური თანმიმდევრული სუპერპოზიცია რაშუბას ერთ ფენის სინათლის წყაროსთან, რომელიც მიღწეულია, გადაუჭრელი რჩება. ეს პრობლემა შთააგონებს, რომ ვიფიქროთ მაღალი Q ფოტონების Rashuba მოდელზე. ახალი ფიზიკური მეთოდების ინოვაციის შემდეგ, ჩვენ განვახორციელეთ ამ ნაშრომში აღწერილი Rashuba ერთ ფენის ლაზერი. ”
ეს მიღწევა გზას უქმნის კლასიკურ და კვანტურ სფეროებში თანმიმდევრული სპინების კორელაციის ფენომენების შესასწავლად და ხსნის ახალ გზას სპინტრონული და ფოტონური ოპტოელექტრონული მოწყობილობების ძირითადი კვლევისა და გამოყენებისთვის.