Ҷаҳони нави дастгоҳҳои оптоэлектронӣ

Ҷаҳони навидастгоҳҳои оптоэлектронӣ

Тадқиқотчиёни Институти технологии Технион-Исроил чархзании ба таври мувофиқ идорашавандаро таҳия кардандлазери оптикӣдар асоси як қабати атомӣ. Ин кашфиёт тавассути таъсири мутақобилаи мутақобилаи вобаста ба спинӣ байни як қабати ягонаи атомӣ ва як торчаи спинии фотоникӣ, ки ба таври уфуқӣ маҳдуд аст, имкон дод, ки водии спини баланди Q-ро тавассути тақсимоти спинии навъи Рашаба аз фотонҳои ҳолати алоқаманд дар континууум дастгирӣ мекунад.
Натиҷа, ки дар Nature Materials нашр шудааст ва дар мухтасари тадқиқоти он таъкид шудааст, роҳро барои омӯзиши падидаҳои марбут ба спин дар классикӣ васистемаҳои квантӣ, ва барои тадкикоти фундаменталй ва татбики спини электрону фотон дар аппаратхои оптоэлектроний роххои нав мекушояд. Сарчашмаи оптикии spin режими фотонро бо гузариши электронҳо муттаҳид мекунад, ки усули омӯзиши мубодилаи информатсияи спирин байни электронҳо ва фотонҳо ва таҳияи дастгоҳҳои пешрафтаи оптоэлектрониро фароҳам меорад.

Микрокавитаҳои оптикии водии Spin бо роҳи пайваст кардани торҳои спинҳои фотоникӣ бо асимметрияи инверсионӣ (минтақаи зард) ва симметрияи инверсия (минтақаи пӯшидани кабуд) сохта мешаванд.
Барои сохтани ин манбаъҳо, шарти ҳатмӣ бартараф кардани таназзули чарх байни ду ҳолати муқобил дар қисми фотон ё электрон мебошад. Ин одатан тавассути истифодаи майдони магнитӣ дар зери таъсири Фарадей ё Зееман ба даст оварда мешавад, гарчанде ки ин усулҳо одатан майдони магнитии сахтро талаб мекунанд ва наметавонанд микроманбаро тавлид кунанд. Боз як равиши ояндадор ба системаи камераи геометрӣ асос ёфтааст, ки майдони магнитии сунъиро барои тавлиди ҳолати ҷудошавии фотонҳо дар фазои импулс истифода мебарад.
Мутаасифона, мушоҳидаҳои қаблии ҳолати ҷудошавии чарх асосан ба усулҳои паҳншавии омилҳои каммасса такя карда буданд, ки ба ҳамоҳангии фазоӣ ва муваққатии манбаъҳо маҳдудиятҳои номатлуб эҷод мекунанд. Ин равиш инчунин бо табиати бо чарх идорашавандаи маводи блоки лазерӣ, ки барои назорати фаъолона истифода намешавад ё ба осонӣ истифода намешавад, монеа мешавад.манбаъҳои нур, махсусан дар сурати набудани майдонҳои магнитӣ дар ҳарорати хонагӣ.
Барои ноил шудан ба ҳолати баланди тақсимкунии Q, муҳаққиқон торҳои спинҳои фотоникӣ бо симметрияҳои гуногун, аз ҷумла ядрои асимметрияи инверсионӣ ва лифофаи симметрии инверсионӣ бо як қабати WS2 муттаҳид карда шуданд, то водиҳои чархзании аз паҳлӣ маҳдудшударо тавлид кунанд. Шабакаи асосии асимметрии баръакс, ки муҳаққиқон истифода мебаранд, ду хосияти муҳим доранд.
Вектори торҳои мутақобилан аз чархи идорашаванда вобаста ба тағирёбии фазаи геометрии нанопораҳои гетерогении анизотропӣ, ки аз онҳо иборатанд. Ин вектор банди таназзули чархро ба ду шохаи қутбшавии чархзананда дар фазои импулс тақсим мекунад, ки бо номи эффекти фотоникии Рушберг маълум аст.
Як ҷуфт ҳолати Q симметрии баланд (квази) алоқаманд дар континуум, яъне водиҳои фотонҳои ±K(Канҷи Бриллоуин) дар канори шохаҳои тақсимкунандаи спин, суперпозицияи когерентии амплитудаҳои баробарро ташкил медиҳанд.
Профессор Корен қайд кард: "Мо монолидҳои WS2-ро ҳамчун маводи афзоянда истифода бурдем, зеро ин дисульфиди металлии гузариши мустақими бандӣ дорои чархи псевдоспинии беназири водӣ аст ва ҳамчун интиқолдиҳандаи алтернативии иттилоот дар электронҳои водӣ ба таври васеъ омӯхта шудааст. Махсусан, экзитонҳои водии ±K'-и онҳо (ки дар шакли эмитентҳои ҳамвории спи-поляризатсияшудаи диполӣ паҳн мешаванд) метавонанд мувофиқи қоидаҳои интихоби муқоисаи водӣ тавассути нури қутббандии спина ба таври интихобӣ ҳаяҷоновар шаванд ва ҳамин тавр чархиши аз ҷиҳати магнитӣ озодро фаъолона назорат кунанд.манбаи оптикӣ.
Дар микроковагии водии якқабатаи интегралӣ, экситонҳои водии ±K 'бо ҳолати водии чархи ±K тавассути мувофиқати поляризатсия пайваст карда мешаванд ва лазери экситонии чарх дар ҳарорати хонагӣ тавассути аксуламали нури қавӣ амалӣ карда мешавад. Дар баробари ин, балазермеханизм экситонҳои водии ±К 'дар аввал мустақилро барои дарёфти ҳолати ҳадди ақали талафоти система ва аз нав барқарор кардани таносуби басташавӣ дар асоси фазаи геометрии муқобили водии чархи ±K ҳаракат мекунад.
Мутобиқати водӣ, ки тавассути ин механизми лазерӣ ба амал меояд, зарурати рафъ кардани ҳарорати пасти парокандашавии фосилавиро аз байн мебарад. Илова бар ин, ҳолати ҳадди ақали талафоти лазерии моноқабати Рашбаро тавассути поляризатсияи насосии хатӣ (давраки) модул кардан мумкин аст, ки роҳи назорати шиддатнокии лазер ва ҳамоҳангии фазоиро таъмин мекунад.
Профессор Ҳасман мефаҳмонад: «Он ошкор шудфотоникэффекти водии Рашба механизми умумиро барои сохтани манбаъҳои оптикии рўизаминӣ таъмин мекунад. Мутобиқати водӣ, ки дар якқабати якқабата микроковокии водии чархзананда нишон дода шудааст, моро барои ноил шудан ба печи иттилооти квантӣ байни эксситонҳои водии ±K ' тавассути кубитҳо як қадам наздик мекунад.
Муддати дуру дароз коллективи мо оптикаи спинаро инкишоф дода, спини фотонро хамчун воситаи самарабахши идоракунии рафтори мавчхои электромагнитй истифода мебарад. Дар соли 2018, ки аз псевдо-спини водӣ дар маводи дученака ба шавқ афтода, мо як лоиҳаи дарозмуддатро барои таҳқиқи назорати фаъоли манбаъҳои оптикии миқёси атомӣ дар сурати мавҷуд набудани майдонҳои магнитӣ оғоз кардем. Мо модели нолокалии фазаҳои Берриро барои ҳалли масъалаи ба даст овардани фазаи когерентии геометрӣ аз як экситони водӣ истифода мебарем.
Аммо, аз сабаби набудани механизми қавии синхронизатсия байни экситонҳо, суперпозицияи бунёдии когерентии эксситонҳои сершумори водӣ дар манбаи нури якқабати Рашуба, ки ба даст оварда шудааст, ҳалношуда боқӣ мемонад. Ин мушкилот моро водор мекунад, ки дар бораи модели Рашуба аз фотонҳои баланди Q фикр кунем. Пас аз навоварӣ кардани усулҳои нави физикӣ, мо лазери якқабатаи Рашубаро, ки дар ин мақола тавсиф шудааст, татбиқ кардем."
Ин комьёбй барои омухтани ходисахои корреляционии когерентии спина дар сохахои классикй ва квантй рох мекушояд ва барои тадкикоти асосй ва истифода бурдани аппаратхои оптоэлектроникии спинтронй ва фотоникй рохи нав мекушояд.