Uusi optoelektronisten laitteiden maailma

Uusi maailmaOptoelektroniset laitteet

Technion-Israel-tekniikan tutkijat ovat kehittäneet johdonmukaisesti kontrolloidun spininoptinen laserPerustuu yhteen atomikerrokseen. Tämä löytö tehtiin mahdolliseksi yhtenäisen atomikerroksen ja vaakasuoraan rajoitetun fotonisen spin-hilan välisen koherentin spin-riippuvaisella vuorovaikutuksella, joka tukee korkea-Q: n spin-laaksoa Rashaba-tyyppisen spin-jakautumisen kautta sidottujen tilojen fotonien jatkuvuudessa.
Tulos, joka on julkaistu luonnonmateriaalissa ja korostettu tutkimuksessaan lyhyesti, tasoittaa tietä koherenttien spiniin liittyvien ilmiöiden tutkimiseen klassisissa jakvanttijärjestelmät, ja avaa uusia tapoja elektroni- ja fotonipyöryn perustutkimukselle ja sovelluksille optoelektronisissa laitteissa. Spin -optinen lähde yhdistää fotoni -tilan elektronimuutokseen, joka tarjoaa menetelmän spin -tiedonvaihdon tutkimiseksi elektronien ja fotonien ja edistyneiden optoelektronisten laitteiden kehittämiseen.

Spin Valley -optiset mikrokappaleet rakennetaan rajaamalla fotoniset spin -hilat inversion epäsymmetrialla (keltainen ydinalue) ja inversion symmetria (syaanin verhousalue).
Näiden lähteiden rakentamiseksi ennakkoedellytys on eliminoida spin -rappeutuminen kahden fotonin tai elektroniosan vastakkaisten spin -tilojen välillä. Tämä saavutetaan yleensä soveltamalla magneettikenttää Faraday- tai Zeeman -vaikutuksella, vaikka nämä menetelmät vaativat yleensä vahvan magneettikentän eivätkä pysty tuottamaan mikrosourssia. Toinen lupaava lähestymistapa perustuu geometriseen kamerajärjestelmään, joka käyttää keinotekoista magneettikenttää fotonien spin-split-tilojen luomiseen vauhtitilassa.
Valitettavasti spin-split-tilojen aikaisemmat havainnot ovat luottaneet voimakkaasti pienen tekijän etenemismoodiin, jotka asettavat haitalliset rajoitukset lähteiden alueelliselle ja ajalliselle johdonmukaisuudelle. Tätä lähestymistapaa haittaa myös spin-ohjattu laser-tuottomateriaalien luonne, jota ei voida tai voida helposti käyttää aktiivisesti hallintaanvalonlähteet, etenkin magneettikenttien puuttuessa huoneenlämpötilassa.
Korkean Q: n spin-jakautuvien tilojen saavuttamiseksi tutkijat rakensivat fotoniset spin-hilat, joilla on erilaiset symmetriat, mukaan lukien ydin, jolla on inversion epäsymmetria, ja inversion symmetrinen kirjekuori, joka on integroitu WS2-yksikerroksella, sivusuunnassa rajoitettujen spin-laaksojen tuottamiseksi. Tutkijoiden käyttämällä perusteellisella asymmetrisella hilalla on kaksi tärkeää ominaisuutta.
Heterogeenisen anisotrooppisen nanoporous, joka koostuu niistä koostuu. Tämä vektori jakaa spin-hajoamisinauhan kahteen spin-polarisoimaan haaraan Momentum-tilassa, joka tunnetaan nimellä fotoninen Rushberg-efekti.
Pari korkeaa q -symmetristä (kvasi) sitoutuneita tiloja jatkumossa, nimittäin ± K (brillouin -kaistakulma) fotoni -spin -laaksot spin -halkaisuharjojen reunalla, muodostavat yhtenäisen amplitudin koherenttisen superposition.
Professori Koren totesi: ”Käytimme WS2-monolideja vahvistusmateriaalina, koska tässä suorassa kaista-aukon siirtymämetallidisulfidissa on ainutlaatuinen laakson pseudo-spin ja sitä on tutkittu laajasti vaihtoehtoisena tietokantajana Valley Elektronissa. Erityisesti niiden ± K 'Valley-eksitonit (jotka säteilevät tasomaisten spin-polarisoitujen dipoli-emitterien muodossa) voidaan valikoivasti herättää spin-polarisoidulla valolla Valley-vertailun valintasääntöjen mukaan, mikä säätelee aktiivisesti magneettisesti vapaata spiniäoptinen lähde.
Yhden kerroksen integroidussa Spin Valley -mikrokaviteetissa ± K 'Valley Excitons kytketään ± K Spin Valley -valtioon polarisaation sovittamisella ja Spin Exciton -laser huoneenlämpötilassa toteutetaan voimakkaalla kevyellä palautteella. Samaan aikaanlaserMekanismi ajaa alun perin vaiheesta riippumattoman ± K 'Valley-eksitonit järjestelmän minimiläistyksen löytämiseksi ja lukituskorrelaation palauttamiseksi geometrisen vaiheen perusteella vastapäätä ± K: n spin-laaksoa.
Tämän lasermekanismin ohjaama laakson koherenssi eliminoi ajoittaisen sironnan matalan lämpötilan tukahduttamisen tarpeen. Lisäksi Rashba -yksikerroksisen laserin vähimmäishäviötilaa voidaan moduloida lineaarisella (pyöreällä) pumpun polarisaatiolla, joka tarjoaa tavan hallita laserin voimakkuutta ja alueellista koherenssia. "
Professori Hasman selittää: ”PaljastettufotoninenSpin Valley Rashba -vaikutus tarjoaa yleisen mekanismin pinnan säteilevien spin-optisten lähteiden rakentamiseksi. Yksikerroksisessa integroidussa Spin Valley Microcavity -elokuvassa osoitettu laakson koherenssi tuo meidät askeleen lähemmäksi kvanttitietojen saavuttamista ± K 'Valley Excitonsin välillä QBITS: n kautta.
Tiimimme on pitkään kehittänyt spin -optiikkaa käyttämällä fotonipiniä tehokkaana työkaluna sähkömagneettisten aaltojen käyttäytymisen hallitsemiseksi. Vuonna 2018 laakson pseudo-spin kiinnostuneena kaksiulotteisiin materiaaleihin, aloitimme pitkäaikaisen projektin tutkiaksemme atomien mittakaavan spin-optisten lähteiden aktiivista hallintaa magneettikenttien puuttuessa. Käytämme ei-paikallista marjavaihevikamallia ratkaisemaan koherentin geometrisen vaiheen saamisen ongelman yhdestä laakson eksitonista.
Excitonsin välisen voimakkaan synkronointimekanismin puuttumisen vuoksi useiden laakson eksitonien perustavanlaatuinen johdonmukainen superpositio Rashuban yksikerroksisessa valonlähteessä, joka on saavutettu, on edelleen ratkaisematta. Tämä ongelma inspiroi meitä ajattelemaan High Q -fotonien Rashuba -mallia. Uusien fyysisten menetelmien innovaation jälkeen olemme toteuttaneet tässä artikkelissa kuvattua Rashuba-yksikerroksista laseria. "
Tämä saavutus tasoittaa tietä koherenttien spin -korrelaatioilmiöiden tutkimiseen klassisten ja kvanttikenttien kanssa ja avaa uuden tavan spintronic- ja fotonisten optoelektronisten laitteiden perustutkimukselle ja käyttöön.