Saoghal ùr ainnealan optoelectronic
Tha luchd-rannsachaidh aig Institiud Teicneòlais Technion-Israel air snìomh fo smachd rianail a leasachadhleusair optigeachstèidhichte air aon ìre atamach.Chaidh an lorg seo a dhèanamh comasach le eadar-obrachadh ciallach a bha an urra ri snìomh eadar aon ìre atamach agus leusair snìomh photonic air a chuingealachadh gu còmhnard, a tha a’ toirt taic do ghleann snìomh àrd-Q tro sgoltadh snìomh seòrsa Rashaba de photons de stàitean ceangailte anns an leantainneachd.
Tha an toradh, air fhoillseachadh ann an Nature Materials agus air a shoilleireachadh anns a’ gheàrr-chunntas rannsachaidh aige, a’ fuasgladh na slighe airson sgrùdadh a dhèanamh air uinneanan co-cheangailte ri snìomh ann an clasaig agussiostaman quantum, agus a’ fosgladh slighean ùra airson rannsachadh bunaiteach agus cleachdadh snìomh dealanan is photon ann an innealan optoelectronic.Bidh an stòr snìomh optigeach a’ cothlamadh modh photon leis a’ ghluasad dealanach, a tha a’ toirt seachad dòigh airson sgrùdadh a dhèanamh air iomlaid fiosrachaidh snìomh eadar dealanan agus photons agus a bhith a’ leasachadh innealan adhartach optoelectronic.
Bithear a’ togail microcavities optigeach gleann Spin le bhith ag eadar-aghaidh lannan snìomh photonic le neo-chunbhalachd tionndaidh (sgìre cridhe buidhe) agus co-chothromachd tionndaidh (sgìre còmhdach cian).
Gus na stòran sin a thogail, is e ro-riatanach cuir às don degeneracy spin eadar dà stàit snìomh mu choinneamh anns a’ phàirt photon no dealanach.Mar as trice bidh seo air a choileanadh le bhith a’ cur a-steach raon magnetach fo bhuaidh Faraday no Zeeman, ged a bhios na dòighean sin mar as trice a’ feumachdainn raon magnetach làidir agus chan urrainn dhaibh microsource a thoirt gu buil.Tha dòigh-obrach gealltanach eile stèidhichte air siostam camara geoimeatrach a bhios a’ cleachdadh raon magnetach fuadain gus stàitean sgoltadh de photons a ghineadh ann an àite momentum.
Gu mì-fhortanach, tha beachdan roimhe seo air stàitean sgoltadh snìomh air a bhith gu mòr an urra ri modhan iomadachaidh fhactar meud ìosal, a tha a’ cur droch chuingealachaidhean air co-leanailteachd spàsail is ùineail stòran.Tha an dòigh-obrach seo cuideachd air a bhacadh le nàdar fo smachd snìomh stuthan bacaidh buannachd laser, nach urrainn no nach urrainnear a chleachdadh gu gnìomhach airson smachd a chumail air.stòran solais, gu sònraichte às aonais raointean magnetach aig teòthachd an t-seòmair.
Gus stàitean sgoltadh snìomh àrd-Q a choileanadh, thog an luchd-rannsachaidh lannan snìomh photonic le co-chothromachd eadar-dhealaichte, a’ toirt a-steach cridhe le neo-chunbhalachd tionndaidh agus cèis co-chothromachaidh tionndaidh ceangailte ri sreath singilte WS2, gus glinn snìomh le cuingealachadh taobhach a thoirt gu buil.Tha dà fheart chudromach aig an leusair neo-chunbhalach bunasach a chleachd an luchd-rannsachaidh.
An vectar rèidh-shnìomh a ghabhas smachdachadh air adhbhrachadh leis an atharrachadh farsaingeachd ìre geoimeatrach den nanoporous anisotropic heterogeneous air a dhèanamh suas dhiubh.Bidh an vectar seo a’ sgaradh a’ chòmhlan truaillidh snìomh ann an dà mheur snìomh-polarized ann an àite momentum, ris an canar buaidh photonic Rushberg.
Tha paidhir de stàitean àrd Q co-chothromach (quasi) ceangailte anns an leantainneachd, is e sin glinn snìomh photon ±K (Brillouin band Angle) aig oir meuran sgoltadh snìomh, a’ cruthachadh suidheachadh ciallach de leudachaidhean co-ionann.
Thug an t-Àrd-ollamh Koren fa-near: “Chleachd sinn na monolides WS2 mar an stuth buannachd oir tha pseudo-spin sònraichte sa ghleann aig an disulfide meatailt gluasaid bann-còmhn dìreach seo agus chaidh sgrùdadh farsaing a dhèanamh air mar neach-giùlan fiosrachaidh eile ann an dealanan gleann.Gu sònraichte, faodaidh na excitons gleann ±K ’aca (a bhios a’ gluasad ann an cruth luchd-sgaoilidh dipole spin-polarized planar) a bhith air am brosnachadh gu roghnach le solas spin-polarized a rèir riaghailtean taghaidh coimeas gleann, agus mar sin a ’cumail smachd gnìomhach air snìomh gun magnetach.stòr optigeach.
Ann am microcavity gleann snìomh aonaichte aon-fhillte, tha na excitons gleann ±K ’air an ceangal ri staid gleann snìomh ±K le bhith a’ maidseadh polarization, agus tha an laser exciton spin aig teòthachd an t-seòmair air a thoirt gu buil le fios air ais làidir solais.Aig an aon àm, tha anleusairbidh an uidheamachd a’ stiùireadh na h-excitons gleann ±K ’a tha neo-eisimeileach an toiseach gus an ìre call as lugha san t-siostam a lorg agus ath-stèidheachadh a’ cho-dhàimh glasaidh a-steach stèidhichte air an ìre geoimeatrach mu choinneimh gleann snìomh ±K.
Tha co-leanailteachd ghleann air a stiùireadh leis an inneal laser seo a’ cur às don fheum air casg teòthachd ìosal air sgapadh eadar-amail.A bharrachd air an sin, faodar an ìre call as ìsle de leusair monolayer Rashba atharrachadh le polarachadh pumpa sreathach (cearcallach), a bheir seachad dòigh air smachd a chumail air dian laser agus co-leanailteachd spàsail. ”
Tha an t-Ollamh Hasman a’ mìneachadh: “An fhoillseachadhfotonachTha buaidh spin valley Rashba a’ toirt seachad uidheamachd coitcheann airson a bhith a’ togail stòran optigeach snìomh a tha a’ sgaoileadh uachdar.Tha co-leanailteachd a’ ghlinne a tha air a nochdadh ann am microcavity gleann snìomh aonaichte aon-fhillte gar toirt aon cheum nas fhaisge air a bhith a’ coileanadh ceangal fiosrachaidh cuantamach eadar ±K ’excitons valley tro qubits.
Airson ùine mhòr, tha an sgioba againn air a bhith a 'leasachadh spin optics, a' cleachdadh snìomh photon mar inneal èifeachdach airson smachd a chumail air giùlan tonnan electromagnetic.Ann an 2018, air a mhealladh le pseudo-spin a’ ghlinne ann an stuthan dà-mheudach, thòisich sinn air pròiseact fad-ùine gus sgrùdadh a dhèanamh air smachd gnìomhach air stòran optigeach snìomh aig ìre atamach às aonais raointean magnetach.Bidh sinn a’ cleachdadh modal easbhaidh ìre Berry neo-ionadail gus fuasgladh fhaighinn air an duilgheadas a thaobh faighinn ìre geoimeatrach ciallach bho aon ghleann exciton.
Ach, air sgàth dìth uidheamachd sioncronaidh làidir eadar excitons, tha an suidheachadh bunaiteach ciallach de ioma-iomall gleann ann an stòr solais aon-fhillte Rashuba a chaidh a choileanadh fhathast gun fhuasgladh.Tha an duilgheadas seo gar brosnachadh gus smaoineachadh air modal Rashuba de photons àrd Q.Às deidh dhuinn dòighean corporra ùra ùrachadh, tha sinn air an leusair aon-fhilleadh Rashuba a tha air a mhìneachadh sa phàipear seo a chuir an gnìomh. ”
Tha an coileanadh seo a’ fuasgladh na slighe airson sgrùdadh a dhèanamh air uinneanan co-dhàimh snìomh ciallach ann an raointean clasaigeach agus cuantamach, agus a’ fosgladh dòigh ùr airson rannsachadh bunaiteach agus cleachdadh innealan optoelectronic spintronic agus photonic.
Ùine puist: Mar-12-2024