Naujas pasaulisoptoelektroniniai įtaisai
Techniono ir Izraelio technologijos instituto tyrėjai sukūrė nuosekliai valdomą sukinį.optinis lazerispagrįstas vienu atominiu sluoksniu. Šis atradimas buvo įmanomas dėl koherentinės nuo sukinių priklausančios sąveikos tarp vieno atominio sluoksnio ir horizontaliai apribotos fotoninės sukinių gardelės, kuri palaiko aukšto Q sukinių slėnį per Rashabos tipo sukinių skaidymą surištų būsenų fotonams kontinuume.
Rezultatas, paskelbtas žurnale „Nature Materials“ ir pabrėžiamas tyrimo santraukoje, atveria kelią koherentinių su sukiniu susijusių reiškinių tyrimams klasikinėje ir...kvantinės sistemosir atveria naujas galimybes fundamentiniams elektronų ir fotonų sukinio tyrimams bei taikymams optoelektroniniuose įrenginiuose. Sukininis optinis šaltinis sujungia fotonų režimą su elektronų perėjimu, o tai suteikia metodą sukinio informacijos mainams tarp elektronų ir fotonų tirti bei pažangiems optoelektroniniams įrenginiams kurti.
Sukimosi slėnio optinės mikroertmės yra sukonstruotos sujungiant fotonines sukimosi gardeles su inversijos asimetrija (geltona šerdies sritis) ir inversijos simetrija (ciano apvalkalo regionas).
Norint sukurti šiuos šaltinius, būtina pašalinti sukinių išsigimimą tarp dviejų priešingų sukinių būsenų fotono arba elektrono dalyje. Tai paprastai pasiekiama taikant magnetinį lauką pagal Faradėjaus arba Zeemano efektą, nors šiems metodams paprastai reikalingas stiprus magnetinis laukas ir jie negali sukurti mikrošaltinio. Kitas perspektyvus metodas pagrįstas geometrine kamerų sistema, kuri naudoja dirbtinį magnetinį lauką fotonų sukinių skaidymo būsenoms generuoti impulso erdvėje.
Deja, ankstesni sukinių skaidymo būsenų stebėjimai labai rėmėsi mažos masės faktoriaus sklidimo režimais, kurie neigiamai riboja šaltinių erdvinį ir laikinį koherenciją. Šį metodą taip pat stabdo sukinių valdomas blokinių lazerinio stiprinimo medžiagų pobūdis, kurių negalima arba negalima lengvai naudoti aktyviai valdyti.šviesos šaltiniai, ypač nesant magnetinių laukų kambario temperatūroje.
Siekdami pasiekti aukšto Q sukinių dalijimosi būsenas, tyrėjai sukonstravo fotonines sukinių gardeles su skirtinga simetrija, įskaitant branduolį su inversijos asimetrija ir inversijos simetrišką apvalkalą, integruotą su WS2 vienu sluoksniu, kad sukurtų šoniniu būdu apribotus sukinių slėnius. Tyrėjų naudojama pagrindinė atvirkštinė asimetrinė gardelė turi dvi svarbias savybes.
Valdomas nuo sukinio priklausomas abipusis gardelės vektorius, kurį sukelia iš jų sudarytos heterogeninės anizotropinės nanoporos geometrinis fazinės erdvės kitimas. Šis vektorius padalija sukinio degradacijos juostą į dvi sukinio poliarizuotas šakas impulso erdvėje, žinomas kaip fotoninis Rušbergo efektas.
Dviejų aukšto Q simetriškų (kvazi) surištų būsenų kontinuume pora, būtent ±K (Brillouin juostos kampas) fotonų sukinių slėniai sukinių dalijimo šakų krašte, sudaro koherentinę lygių amplitudžių superpoziciją.
Profesorius Korenas pažymėjo: „WS2 monolidus naudojome kaip stiprinimo medžiagą, nes šis tiesioginio draustminio tarpo pereinamojo metalo disulfidas turi unikalų slėnio pseudosukinį ir buvo plačiai tirtas kaip alternatyvus informacijos nešėjas slėnio elektronuose. Tiksliau, jų ±K' slėnio eksitonai (kurie spinduliuoja plokštuminių sukinių poliarizuotų dipolių spinduolių pavidalu) gali būti selektyviai sužadinti sukinių poliarizuota šviesa pagal slėnio palyginimo atrankos taisykles, tokiu būdu aktyviai kontroliuojant magnetiškai laisvą sukinį.“optinis šaltinis.
Vieno sluoksnio integruotame sukinio slėnio mikroertmėje ±K' slėnio eksitonai yra sujungti su ±K sukinio slėnio būsena poliarizacijos atitikimo būdu, o sukinio eksitonų lazeris kambario temperatūroje realizuojamas stipriu šviesos grįžtamuoju ryšiu. Tuo pačiu metu,lazerismechanizmas valdo iš pradžių nuo fazės nepriklausomus ±K' slėnio eksitonus, kad surastų minimalią sistemos nuostolių būseną ir atkurtų fiksavimo koreliaciją, pagrįstą geometrine faze, esančia priešinga ±K sukinio slėniui.
Šio lazerio mechanizmo valdoma slėnio koherencija panaikina poreikį slopinti protarpinį sklaidos procesą žemoje temperatūroje. Be to, Rashba monosluoksnio lazerio minimalių nuostolių būseną galima moduliuoti tiesine (žiedine) siurblio poliarizacija, kuri suteikia galimybę valdyti lazerio intensyvumą ir erdvinę koherenciją.
Profesorius Hasmanas aiškina: „ApreiškimasfotoninisSukimosi slėnio Rašbos efektas pateikia bendrą mechanizmą paviršiuje skleidžiantiems sukinio optinio šaltinio šaltiniams konstruoti. Slėnio koherencija, parodyta vieno sluoksnio integruotame sukinio slėnio mikroertmėje, priartina mus prie kvantinės informacijos susietumo tarp ±K' slėnio eksitonų per kubitus.
Ilgą laiką mūsų komanda kūrė sukinio optiką, naudodama fotonų sukinį kaip efektyvią priemonę elektromagnetinių bangų elgsenai valdyti. 2018 m., susidomėję slėnio pseudosukiniu dvimatėse medžiagose, pradėjome ilgalaikį projektą, skirtą tirti atominio mastelio sukinio optinių šaltinių aktyvų valdymą nesant magnetinių laukų. Mes naudojame nelokalinį Berio fazės defektų modelį, kad išspręstume koherentinės geometrinės fazės gavimo iš vieno slėnio eksitono problemą.
Tačiau dėl stipraus sinchronizacijos mechanizmo tarp eksitonų trūkumo, esminė koherentinė kelių slėnių eksitonų superpozicija Rashuba vieno sluoksnio šviesos šaltinyje, kuri buvo pasiekta, lieka neišspręsta. Ši problema įkvepia mus apmąstyti didelės Q vertės fotonų Rashuba modelį. Sukūrę naujus fizikinius metodus, įdiegėme šiame straipsnyje aprašytą Rashuba vieno sluoksnio lazerį.“
Šis pasiekimas atveria kelią koherentinių sukinių koreliacijos reiškinių tyrimams klasikiniuose ir kvantiniuose laukuose ir atveria naują kelią spintroninių ir fotoninių optoelektroninių prietaisų fundamentiniams tyrimams ir naudojimui.
Įrašo laikas: 2024 m. kovo 12 d.