Nov svet optoelektronskih naprav

Nov svetOptoelektronske naprave

Raziskovalci na tehnološkem inštitutu Technion-Israel so razvili skladno nadzorovano spinoptični laserna podlagi ene same atomske plasti. To odkritje je omogočila koherentna interakcija, odvisna od vrtenja, med enotno atomsko plastjo in vodoravno omejenim fotonskim vrtenjem, ki podpira vrtoglavo dolino visoke Q skozi rashaba vrtečega cepljenja fotonov vezanih stanj v kontinuumu.
Rezultat, objavljen v Nature Materials in poudarjen v svojem raziskovalnem kratkem kraju, utira pot do preučevanja skladnih pojavov, povezanih s spin, v klasičnih inkvantni sistemi, in odpira nove možnosti za temeljne raziskave in uporabo elektronov in fotona v optoelektronskih napravah. Spin optični vir združuje način fotona z elektronskim prehodom, ki zagotavlja metodo za preučevanje izmenjave spin informacij med elektroni in fotoni ter razvoj naprednih optoelektronskih naprav.

Spin Valley Optične mikrokavitosti so zgrajene s povezovanjem fotonskih vrtilnih rešetk z inverzijsko asimetrijo (regija rumenega jedra) in inverzijsko simetrijo (območje oblog Cyan).
Za izgradnjo teh virov je predpogoj, da odpravi vrtoglavo degeneracijo med dvema nasprotnima vrtoglavoma stanjem v fotonu ali elektronskem delu. To običajno dosežemo z uporabo magnetnega polja pod učinkom Faraday ali Zeemana, čeprav te metode običajno zahtevajo močno magnetno polje in ne morejo proizvesti mikrosura. Drug obetaven pristop temelji na geometrijskem sistemu kamer, ki uporablja umetno magnetno polje za ustvarjanje vrtilnih stanj fotonov v prostoru za zagon.
Na žalost so se prejšnja opažanja vrtilnih razcepljenih stanj močno opirala na načine širjenja faktorjev z nizko maso, ki nalagajo škodljive omejitve na prostorsko in časovno skladnost virov. Ta pristop ovira tudi narava, ki jo nadzoruje spin, blokado laserskih materialov, ki jih ni mogoče ali ni mogoče enostavno uporabiti za aktivno nadzorovanjesvetlobni viri, zlasti v odsotnosti magnetnih polj pri sobni temperaturi.
Da bi dosegli stanja z visokim Q-jem, so raziskovalci konstruirali fotonske vrtelne rešetke z različnimi simetriji, vključno z jedro z inverzijsko asimetrijo in inverzijsko simetrično ovojnico, integrirano z enojno plastjo WS2, da bi ustvarili stransko omejene vrtine. Osnovna obratna asimetrična rešetka, ki jo uporabljajo raziskovalci, ima dve pomembni lastnosti.
Nadzorovani vrtilni vzajemni vektor rešetke, ki ga povzroča geometrijska fazna nihanje prostora za heterogeno anizotropno nanoporous, sestavljen iz njih. Ta vektor razdeli pasu razgradnje vrtenja na dve spin-polarizirani veji v zagonu, znan kot fotonski Rushberg učinek.
Par visokih Q simetričnih (kvazi) vezanih stanj v kontinuumu, in sicer ± K (Brillouin kot pasu) fotonske vrtelne doline na robu vej, ki se cepijo, tvorijo koherentno superpozicijo enakih amplitud.
Profesor Koren je ugotovil: "WS2 Monolides smo uporabili kot material za dobiček, ker ima ta neposredni disulfid prehodnega kovinskega pasu edinstven psevdo-spin v dolini in je bil obsežno preučen kot alternativni nosilci informacij v dolinskih elektronih. Konkretno, njihove ekscitone doline ± K '(ki sevajo v obliki ravninsko spinolaliziranih dipolskih oddajnikov) lahko selektivno vzbudimo s spin-polarizirano svetlobo v skladu s pravili za primerjavo doline, s čimer aktivno nadzorujemo magnetno prosti spinoptični vir.
V enoslojni integrirani mikrokavitaciji Spin Valley so ekscitoni doline ± K 'povezani z stanjem doline ± k s polarizacijo, laser Spin Exciton pri sobni temperaturi pa se realizira z močnimi svetlobnimi povratnimi informacijami. HkratilaserMehanizem poganja prvotno fazno neodvisno vzdihovanje ± k 'doline, da bi našli minimalno stanje izgube sistema in ponovno vzpostavili korelacijo zaklepanja na podlagi geometrijske faze nasproti doline ± k.
Koherenca v dolini, ki jo poganja ta laserski mehanizem, odpravlja potrebo po nizko temperaturnem zatiranju prekinitvenega razprševanja. Poleg tega lahko minimalno stanje izgube monoplastnega laserja Rashba moduliramo z linearno (krožno) polarizacijo črpalke, ki omogoča način za nadzor intenzivnosti laserja in prostorske skladnosti. "
Profesor Hasman razloži: "RazkritafotoničnoSpin Valley Rashba Effect zagotavlja splošen mehanizem za gradnjo površinskih optičnih virov. Koherenca v dolini, ki je bila prikazana v enoslojni integrirani mikrokavity Spin Valley, nam približa korak bližje doseganju kvantnih informacij med ± k 'dolinskimi ekscitoni prek Qubit.
Naša ekipa že dolgo razvija Spin Optics in uporablja fotonski spin kot učinkovito orodje za nadzor vedenja elektromagnetnih valov. Leta 2018, ki ga je v dvodimenzionalnih materialih zaintrigiral psevdo-spin Valley, smo začeli dolgoročni projekt za raziskovanje aktivnega nadzora nad atomsko-lestvico Spin optičnih virov v odsotnosti magnetnih polj. Za reševanje problema pridobivanja koherentne geometrijske faze iz ene same dolinske ekscitona uporabljamo model ne-lokalnega jagodnega faznega okvara.
Vendar pa zaradi pomanjkanja močnega sinhronizacijskega mehanizma med ekscitoni temeljni koherentni superpozicija več dolinskih ekscitonov v enoplastnem svetlobnem viru Rashuba, ki je bil dosežen, ostane nerešen. Ta problem nas navdihuje, da razmišljamo o modelu Rashuba visokih Q fotonov. Po inovacijah novih fizičnih metod smo v tem prispevku izvedli enoslojni laser Rashuba. "
Ta dosežek utira pot preučevanju koherentnih vrtilnih korelacijskih pojavov na klasičnem in kvantnem področju in odpira nov način za osnovno raziskavo in uporabo spintronskih in fotonskih optoelektronskih naprav.