Ayé tuntun ti awọn ẹrọ optoelectronic

Ayé tuntun kanawọn ẹrọ itanna optoelectronic

Àwọn olùwádìí ní Technion-Israel Institute of Technology ti ṣe àgbékalẹ̀ ìyípadà tí a ṣàkóso pẹ̀lú ìṣọ̀kanlesa opitikada lori fẹlẹfẹlẹ atomu kan. Awari yii ṣee ṣe nipasẹ ibaraenisepo ti o da lori iyipo laarin fẹlẹfẹlẹ atomu kan ati laini iyipo photonic ti o ni opin ni ọna kan, eyiti o ṣe atilẹyin afonifoji iyipo giga-Q nipasẹ pipin iyipo iru Rashaba ti awọn photons ti awọn ipo ti a bounced ni continuum.
Àbájáde náà, tí a tẹ̀ jáde nínú ìwé Nature Materials tí a sì tẹnu mọ́ nínú ìwé ìròyìn ìwádìí rẹ̀, ṣí ọ̀nà sílẹ̀ fún ìkẹ́kọ̀ọ́ àwọn ìṣẹ̀lẹ̀ tí ó ní í ṣe pẹ̀lú spin-related ní àwọn ìtàn àtijọ́ àtiÀwọn ètò kuatomu, ó sì ṣí àwọn ọ̀nà tuntun fún ìwádìí pàtàkì àti lílo ẹ̀rọ itanna àti fọ́tòn nínú àwọn ẹ̀rọ optoelectronic. Orísun opitika spin náà so ipo fọ́tòn pọ̀ mọ́ ìyípadà ẹ̀rọ itanna, èyí tí ó pèsè ọ̀nà fún kíkẹ́kọ̀ọ́ ìyípadà ìwífún spin láàrín àwọn alùbọ́mọ́nì àti fọ́tòn àti ṣíṣe àwọn ẹ̀rọ optoelectronic tó ti ní ìlọsíwájú.

A ṣe àwọn ihò opitika Spin Valley nípa lílo àwọn ìlà ìyípo photonic pẹ̀lú àìdọ́gba inversion (agbègbè pàtàkì ofeefee) àti ìdọ́gba inversion (agbègbè cyan cladding).
Láti lè kọ́ àwọn orísun wọ̀nyí, ohun pàtàkì kan ni láti mú ìbàjẹ́ spin degeneracy kúrò láàrín àwọn ipò spin méjì tí ó yàtọ̀ síra nínú apá photon tàbí electron. Èyí sábà máa ń wáyé nípa lílo pápá magnetic lábẹ́ ipa Faraday tàbí Zeeman, bó tilẹ̀ jẹ́ pé àwọn ọ̀nà wọ̀nyí sábà máa ń nílò pápá magnetic tí ó lágbára tí wọn kò sì lè ṣe microsource. Ọ̀nà mìíràn tí ó ní ìlérí ni a gbé ka ẹ̀rọ kámẹ́rà onígun mẹ́ta tí ó ń lo pápá magnetic atọwọ́dá láti ṣe àwọn ipò spin-split ti photons ní space momentum.
Ó bani nínú jẹ́ pé, àwọn àkíyèsí ìṣáájú nípa àwọn ipò ìpínyà spin ti gbẹ́kẹ̀lé àwọn ọ̀nà ìdàgbàsókè low-mass factor, èyí tí ó ń fa àwọn ìdènà tí kò dára lórí ìbáṣepọ̀ ààyè àti àkókò ti àwọn orísun. Ọ̀nà yìí tún ní ìdènà nítorí ìwà ìṣàkóso spin-control ti àwọn ohun èlò blocky laser-gain, èyí tí a kò le lò tàbí a kò le lò láti ṣàkóso pẹ̀lú ìṣiṣẹ́.awọn orisun ina, pàápàá jùlọ nígbà tí kò bá sí àwọn pápá oofa ní iwọ̀n otutu yàrá.
Láti dé ipò pípín-sí-ìpín-ẹ̀yà-gíga-Q, àwọn olùwádìí kọ́ àwọn ìlà ìyípo photonic pẹ̀lú onírúurú ìṣọ̀kan, títí kan mojuto pẹ̀lú àìdọ́gba-ìyípadà àti àpò ìyípo-ìyípadà tí a so pọ̀ mọ́ WS2 kan ṣoṣo, láti ṣe àwọn àfonífojì ìyípo tí a fi ìdènà sí. Ìlà ìyípo-ìyípadà-ìyípadà tí àwọn olùwádìí lò ní àwọn ànímọ́ pàtàkì méjì.
Fẹ́kítà alátagbà tí a lè ṣàkóso tí ó jẹ́ ti ìyàtọ̀ àyè onípele-ìpele ti àwọn nanoporous anisotropic onípele-ìpele tí a kó jọ. Fẹ́kítà yìí pín ẹ̀gbẹ́ ìbàjẹ́ spin sí ẹ̀ka méjì tí a ti yípo-polarized ní àyè momentum, tí a mọ̀ sí ipa photonic Rushberg.
Àwọn ìpele méjì tí ó ní ìsopọ̀ Q gíga (quasi) nínú ìtẹ̀síwájú náà, èyí ni ±K (Brillouin band Angle) àwọn àfonífojì oníyípo fọ́tòn ní etí àwọn ẹ̀ka tí ó pín sí wẹ́wẹ́, ń ṣe àkójọpọ̀ ìdúróṣinṣin tí ó ní ìtóbi dọ́gba.
Ọ̀jọ̀gbọ́n Koren sọ pé: “A lo àwọn monolides WS2 gẹ́gẹ́ bí ohun èlò tí a lè rí nítorí pé disulfide irin ìyípadà tààrà yìí ní àfonífojì pseudo-spin àrà ọ̀tọ̀ kan, a sì ti ṣe ìwádìí rẹ̀ dáadáa gẹ́gẹ́ bí ohun èlò mìíràn tí ó ń gbé ìsọfúnni jáde nínú àwọn elekitironi àfonífojì. Ní pàtàkì, àwọn excitons àfonífojì ±K wọn (tí ó ń tàn jáde ní ìrísí àwọn ohun èlò dipole tí a fi iyipo ṣe) lè jẹ́ èyí tí a yàn láti inú ìmọ́lẹ̀ tí a fi iyipo ṣe gẹ́gẹ́ bí àwọn òfin ìṣàfihàn àfonífojì, nípa bẹ́ẹ̀ a ń ṣàkóso ìyípo tí ó ní òmìnira mágnẹ́ẹ̀tì.orísun opitika.
Nínú microcavity spin valley microcavity onípele kan ṣoṣo, a so àwọn excitons ±K 'valley sí ipò ±K spin valley state nípa lílo polarization matching, àti spin exciton lesa ní iwọ̀n otutu yàrá ni a ṣe àfihàn nípasẹ̀ ìfọ̀rọ̀wánilẹ́nuwò ìmọ́lẹ̀ tó lágbára. Ní àkókò kan náà,lesaẹ̀rọ náà ń darí àwọn excitons àfonífojì ±K tí kò ní ìpele àkọ́kọ́ láti wá ipò àdánù tó kéré jùlọ ti ètò náà kí ó sì tún ṣe àtúnṣe ìbáṣepọ̀ ìdènà tí ó dá lórí ìpele onígun mẹ́ta tí ó dojúkọ àfonífojì ±K.
Ìṣọ̀kan àfonífojì tí ẹ̀rọ lésà yìí ń darí mú kí ó má ​​ṣe pàtàkì láti dín ìtúká díẹ̀ kù ní ìwọ̀n otútù díẹ̀. Ní àfikún, ipò pípadánù tó kéré jùlọ ti lésà monolayer Rashba ni a lè yípadà nípa línéráìsì pọ́ọ̀ǹpù onígun mẹ́rin (yíká), èyí tí ó ń pèsè ọ̀nà láti ṣàkóso agbára lésà àti ìṣọ̀kan ààyè.”
Ọ̀jọ̀gbọ́n Hasman ṣàlàyé pé: “Àwòrán tí a ṣí payá náàphotonicÌpapọ̀ àfonífojì spin Rashba ń pese ìlànà gbogbogbò fún kíkọ́ àwọn orísun opitika spin tí ń jáde lójú ilẹ̀. Ìṣọ̀kan àfonífojì tí a fihàn nínú ihò kékeré spin àfonífojì kan ṣoṣo mú wa súnmọ́ ìdènà ìwífún quantum láàárín ±K 'àfonífojì excitons nípasẹ̀ qubits.
Fún ìgbà pípẹ́, ẹgbẹ́ wa ti ń ṣe àgbékalẹ̀ spin optics, nípa lílo photon spin gẹ́gẹ́ bí irinṣẹ́ tó munadoko fún ṣíṣàkóso ìṣe àwọn ìgbì electromagnetic. Ní ọdún 2018, pẹ̀lú ìfẹ́ sí ìyípadà àfonífojì nínú àwọn ohun èlò onípele méjì, a bẹ̀rẹ̀ iṣẹ́ àkànṣe ìgbà pípẹ́ láti ṣe ìwádìí ìṣàkóso ìṣiṣẹ́ ti àwọn orísun opitika onípele atomu ní àìsí àwọn pápá oofa. A lo àwòṣe àbùkù Berry phase tí kìí ṣe ti agbègbè láti yanjú ìṣòro gbígba ìpele onípele-ara láti inú exciton àfonífojì kan ṣoṣo.
Sibẹsibẹ, nitori aini eto amuṣiṣẹpọ to lagbara laarin awọn excitons, ipo ipilẹ ti o ni ibamu ti awọn excitons afonifoji pupọ ninu orisun ina fẹlẹfẹlẹ kan ti Rashuba ti a ti ṣaṣeyọri ko ti yanju. Iṣoro yii n fun wa ni iwuri lati ronu nipa awoṣe Rashuba ti awọn photon Q giga. Lẹhin awọn ọna tuntun ti ara tuntun, a ti ṣe imuse laser fẹlẹfẹlẹ kan ti Rashuba ti a ṣalaye ninu iwe yii.
Àṣeyọrí yìí ṣí ọ̀nà sílẹ̀ fún ìkẹ́kọ̀ọ́ àwọn ìṣẹ̀lẹ̀ ìbáṣepọ̀ onípele-ẹ̀rọ nínú àwọn pápá ìbílẹ̀ àti ti kuantum, ó sì ṣí ọ̀nà tuntun sílẹ̀ fún ìwádìí ìpìlẹ̀ àti lílo àwọn ẹ̀rọ optoelectronic spintronic àti photonic.