Aye tuntun ti awọn ẹrọ optoelectronic

A titun aye tioptoelectronic awọn ẹrọ

Awọn oniwadi ni Ile-ẹkọ Imọ-ẹrọ Technion-Israeli ti ni idagbasoke iyipo iṣakoso ni iṣọkanopitika lesada lori kan nikan atomiki Layer. Awari yii ṣee ṣe nipasẹ ibaraenisepo ti o gbẹkẹle alayipo laarin Layer atomiki kan ṣoṣo ati finnifinni alayipo photonic ti o ni inira, eyiti o ṣe atilẹyin afonifoji alayipo-Q giga nipasẹ iyapa iru Rashaba ti awọn fọton ti awọn ipinlẹ didi ni lilọsiwaju.
Abajade naa, ti a tẹjade ni Awọn ohun elo Iseda ati afihan ni kukuru iwadii rẹ, ṣe ọna fun ikẹkọ ti awọn iṣẹlẹ ti o ni ibatan alayipo ni kilasika atikuatomu awọn ọna šiše, ati ṣiṣi awọn ọna tuntun fun iwadii ipilẹ ati awọn ohun elo ti elekitironi ati spinn photon ni awọn ẹrọ optoelectronic. Orisun opiti iyipo daapọ ipo photon pẹlu iyipada elekitironi, eyiti o pese ọna kan fun ṣiṣe iwadi paṣipaarọ alaye iyipo laarin awọn elekitironi ati awọn fọto ati idagbasoke awọn ẹrọ optoelectronic to ti ni ilọsiwaju.

Spin Valley opitika microcavities ti wa ni ti won ko nipa interfacing photonic spin lattices pẹlu inversion asymmetry (agbegbe mojuto ofeefee) ati inversion symmetry (agbegbe cyan cladding).
Lati le kọ awọn orisun wọnyi, ohun pataki ṣaaju ni lati yọkuro degeneracy alayipo laarin awọn ipinlẹ alayipo idakeji meji ni apakan photon tabi elekitironi. Eyi jẹ aṣeyọri nigbagbogbo nipa lilo aaye oofa labẹ ipa Faraday tabi Zeeman, botilẹjẹpe awọn ọna wọnyi nigbagbogbo nilo aaye oofa ti o lagbara ati pe ko le ṣe agbejade microsource kan. Ọna ti o ni ileri miiran da lori eto kamẹra jiometirika kan ti o nlo aaye oofa atọwọda lati ṣe agbekalẹ awọn ipinlẹ pipin-pipin ti awọn fọto ni aaye iyara.
Laanu, awọn akiyesi iṣaaju ti awọn ipinlẹ pipin iyipo ti gbarale pupọ lori awọn ipo isunmọ ipin-kekere, eyiti o fa awọn idiwọ odi lori aaye ati ibaramu akoko ti awọn orisun. Ọna yii tun jẹ idiwọ nipasẹ iseda iṣakoso-alayipo ti awọn ohun elo ere laser blocky, eyiti ko le tabi ko le ni irọrun lo lati ṣakoso ni agbara.awọn orisun ina, paapaa ni aini awọn aaye oofa ni iwọn otutu yara.
Lati ṣaṣeyọri awọn ipinlẹ pipin-giga-Q, awọn oniwadi kọ awọn lattices spin photonic pẹlu awọn ami-ami oriṣiriṣi, pẹlu mojuto kan pẹlu asymmetry inversion ati apoowe iṣipopada iṣipopada ti a ṣepọ pẹlu Layer ẹyọkan WS2 kan, lati ṣe agbejade awọn afonifoji alayipo ita. Ipilẹ inverse asymmetric lattice ti awọn oniwadi lo ni awọn ohun-ini pataki meji.
Igbẹkẹle alayipo ti o da lori fekito ifasẹyin ti o fa nipasẹ iyatọ aaye alakoso jiometirika ti nanoporous anisotropic orisirisi ti o ni ninu wọn. Fekito yii pin ẹgbẹ ibajẹ iyipo si awọn ẹka alayipo meji ni aaye ipa, ti a mọ si ipa photonic Rushberg.
Bata ti Q symmetrical (quasi) awọn ipinlẹ ti a dè ni lilọsiwaju, eyun ± K(Brillouin band Angle) awọn afonifoji fọton ti o wa ni eti awọn ẹka ti o yapa alayipo, ṣe agbekalẹ ipo isọpọ ti awọn titobi dogba.
Ọjọgbọn Koren ṣakiyesi pe: “A lo awọn monolides WS2 bi ohun elo ere nitori pe irin disulfide iyipada band-aafo taara yii ni pseudo-spin afonifoji alailẹgbẹ ati pe a ti ṣe iwadi lọpọlọpọ gẹgẹbi gbigbe alaye yiyan ni awọn elekitironi afonifoji. Ni pataki, awọn excitons afonifoji ± K wọn (eyiti o tan ni irisi isinpin-polarized dipole emitters) le ni itara ni yiyan nipasẹ ina-polarized ina ni ibamu si awọn ofin yiyan afonifoji, nitorinaa ni itara ti n ṣakoso alayipo ọfẹ ọfẹ kan.opitika orisun.
Ninu microcavity alayipo alayipo kan-Layer, ± K 'afonifoji excitons ti wa ni idapo si ± K spin Valley state nipa polarization tuntun, ati spin exciton lesa ni yara otutu ti wa ni imuse nipa ina to lagbara esi. Ni akoko kanna, awọnlesasiseto n ṣe awakọ alakoso-ominira ni ibẹrẹ ± K 'awọn excitons afonifoji lati wa ipo isonu ti o kere ju ti eto naa ki o tun fi idi isọdọmọ titiipa ti o da lori ipele jiometirika ni idakeji afonifoji ± K spin.
Iṣọkan afonifoji ti o nṣakoso nipasẹ ẹrọ ina lesa yii ṣe imukuro iwulo fun idinku iwọn otutu kekere ti pipinka lainidii. Ni afikun, ipo isonu ti o kere ju ti laser monolayer Rashba le jẹ iyipada nipasẹ laini (ipin) polarization fifa fifa, eyiti o pese ọna lati ṣakoso kikankikan laser ati isọpọ aye.”
Ọ̀jọ̀gbọ́n Hasman ṣàlàyé pé: “Ìṣípayá náàphotonicYiyi afonifoji ipa Rashba n pese ẹrọ gbogbogbo fun ṣiṣe awọn orisun opiti alayipo oju-ilẹ. Iṣọkan afonifoji ti a ṣe afihan ni isọdi-ila-ẹyọkan ti o ni idapo spin Valley microcavity mu wa ni igbesẹ kan ti o sunmọ si iyọrisi isọdi alaye kuatomu laarin ± K 'afonifoji excitons nipasẹ qubits.
Fun igba pipẹ, ẹgbẹ wa ti n ṣe agbekalẹ awọn opiti alayipo, ni lilo iyipo photon bi ohun elo ti o munadoko fun ṣiṣakoso ihuwasi ti awọn igbi itanna. Ni ọdun 2018, ti o ni iyanilẹnu nipasẹ pseudo-spin afonifoji ni awọn ohun elo onisẹpo meji, a bẹrẹ iṣẹ akanṣe igba pipẹ lati ṣe iwadii iṣakoso ti nṣiṣe lọwọ ti awọn orisun opiti-iwọn atomiki ni aini awọn aaye oofa. A lo awoṣe abawọn alakoso Berry ti kii ṣe agbegbe lati yanju iṣoro ti gbigba ipele jiometirika isokan lati inu exciton afonifoji kan.
Bibẹẹkọ, nitori aini ẹrọ amuṣiṣẹpọ to lagbara laarin awọn excitons, ipilẹ isọdọkan isọdọkan ti ọpọlọpọ awọn exciton afonifoji ni orisun ina-Layer nikan ti Rashuba ti o ti ṣaṣeyọri ko tun yanju. Iṣoro yii ṣe iwuri fun wa lati ronu nipa awoṣe Rashuba ti awọn fọto Q giga. Lẹhin ti iṣelọpọ awọn ọna ti ara tuntun, a ti ṣe imuse laser Layer-Layer Rashuba ti a ṣalaye ninu iwe yii. ”
Aṣeyọri yii ṣe ọna fun ikẹkọ awọn iyalẹnu ibaramu isinpin isọdọkan ni kilasika ati awọn aaye kuatomu, ati ṣi ọna tuntun fun iwadii ipilẹ ati lilo awọn ẹrọ spintronic ati photonic optoelectronic.