Ulimwengu mpya wa vifaa vya optoelectronic

Ulimwengu mpya wavifaa vya optoelectronic

Watafiti katika Taasisi ya Teknolojia ya Technion-Israel wameunda mzunguko unaodhibitiwa kwa usawalaser ya machokulingana na safu moja ya atomiki. Ugunduzi huu uliwezekana kwa mwingiliano thabiti unaotegemea mzunguko kati ya safu moja ya atomiki na kimiani ya mzunguko wa picha iliyozuiliwa kwa mlalo, ambayo inaauni bonde la mzunguko wa juu wa Q kupitia mgawanyiko wa msokoto wa aina ya Rashaba wa fotoni za majimbo yanayofungamana katika mwendelezo.
Matokeo, yaliyochapishwa katika Nyenzo za Asili na kuangaziwa katika muhtasari wake wa utafiti, hufungua njia ya utafiti wa matukio yanayohusiana na spin katika classical na.mifumo ya quantum, na hufungua njia mpya za utafiti wa kimsingi na matumizi ya elektroni na mzunguko wa picha katika vifaa vya optoelectronic. Chanzo cha macho ya spin huchanganya modi ya fotoni na mpito wa elektroni, ambayo hutoa mbinu ya kusoma ubadilishanaji wa taarifa kati ya elektroni na fotoni na kutengeneza vifaa vya hali ya juu vya optoelectronic.

Mishipa midogo ya macho ya bonde la spin hujengwa kwa kuunganisha latisi za mizunguko ya picha na ulinganifu wa inversion (eneo la msingi la manjano) na ulinganifu wa inversion (eneo la ufunikaji wa cyan).
Ili kuunda vyanzo hivi, sharti ni kuondoa kuzorota kwa mzunguko kati ya majimbo mawili yanayopingana ya spin katika sehemu ya fotoni au elektroni. Kwa kawaida hili hupatikana kwa kutumia uga wa sumaku chini ya athari ya Faraday au Zeeman, ingawa mbinu hizi kwa kawaida huhitaji uga dhabiti wa sumaku na haziwezi kutoa chanzo kidogo. Mbinu nyingine ya kuahidi inategemea mfumo wa kamera ya kijiometri ambayo hutumia uga bandia wa sumaku ili kutoa hali za mgawanyiko wa fotoni katika nafasi ya kasi.
Kwa bahati mbaya, uchunguzi wa awali wa mataifa yaliyogawanyika yameegemea sana njia za uenezaji wa sababu za chini, ambazo huweka vikwazo vibaya kwa uwiano wa anga na wa muda wa vyanzo. Mbinu hii pia inatatizwa na hali ya kudhibitiwa kwa mzunguko wa nyenzo za faida za laser, ambazo haziwezi au haziwezi kutumika kwa urahisi kudhibiti kikamilifu.vyanzo vya mwanga, hasa kwa kutokuwepo kwa mashamba ya magnetic kwenye joto la kawaida.
Ili kufikia hali ya juu ya mgawanyiko wa mzunguko wa Q, watafiti walijenga lati za picha za spin na ulinganifu tofauti, ikiwa ni pamoja na msingi na ulinganifu wa inversion na bahasha ya ulinganifu wa inversion iliyounganishwa na safu moja ya WS2, ili kuzalisha mabonde ya spin yaliyozuiliwa. Latisi ya msingi ya asymmetric inayotumiwa na watafiti ina mali mbili muhimu.
Vekta ya kimiani inayoweza kudhibitiwa inayotegemea spin inayosababishwa na tofauti ya nafasi ya awamu ya kijiometri ya nanoporous ya anisotropiki tofauti tofauti inayoundwa nazo. Vekta hii inagawanya mkanda wa uharibifu wa spin katika matawi mawili yenye mchanganyiko katika nafasi ya kasi, inayojulikana kama athari ya picha ya Rushberg.
Jozi ya hali za juu za ulinganifu wa Q (quasi) katika mwendelezo, ambazo ni ±K(Brillouin band Angle) mabonde ya mizunguko ya photoni kwenye ukingo wa matawi yanayopasuka ya spin, huunda uwekaji wa juu madhubuti wa amplitudi sawa.
Profesa Koren alibainisha: "Tulitumia monolidi za WS2 kama nyenzo ya faida kwa sababu disulfidi hii ya mpito ya bendi-pengo ya moja kwa moja ina bonde la upotoshaji wa kipekee na imechunguzwa kwa kina kama mtoaji wa habari mbadala katika elektroni za bonde. Hasa, vichocheo vyao vya ±K 'bonde (ambavyo vinang'aa kwa njia ya vitoa umeme vya dipole vilivyopangwa vilivyopangwa) vinaweza kuchangamshwa kwa kuchagua na mwanga wa mchanganyiko kulingana na sheria za ulinganishaji wa bonde, hivyo basi kudhibiti kikamilifu mzunguko usio na sumaku.chanzo cha macho.
Katika safu ndogo iliyounganishwa ya bonde la spin, misisimko ya ±K ya bonde inaunganishwa na ±K hali ya bonde la spin kwa kulinganisha na mgawanyiko, na leza ya msisimko wa spin katika halijoto ya kawaida hufikiwa na maoni yenye mwanga mkali. Wakati huo huo,lezautaratibu huendesha misisimko ya bonde inayojitegemea ya ±K 'ili kupata hali ya chini kabisa ya upotevu wa mfumo na kuanzisha upya uunganisho wa kufunga-ndani kulingana na awamu ya kijiometri kinyume na bonde la spin ±K.
Mshikamano wa bonde unaoendeshwa na utaratibu huu wa leza huondoa hitaji la ukandamizaji wa halijoto ya chini ya kutawanyika mara kwa mara. Kwa kuongezea, hali ya chini kabisa ya upotezaji wa leza ya Rashba monolayer inaweza kurekebishwa kwa mgawanyiko wa pampu ya mstari (mviringo), ambayo hutoa njia ya kudhibiti nguvu ya leza na ushikamano wa anga."
Profesa Hasman anaeleza: “Yaliyofunuliwapichaspin valley Athari ya Rashba hutoa utaratibu wa jumla wa kujenga vyanzo vya macho vinavyotoa uso. Upatanifu wa bonde unaoonyeshwa katika safu ndogo ya safu iliyounganishwa ya bonde la spin hutuletea hatua moja karibu na kufikia msongamano wa taarifa kati ya ±K 'bonde la msisimko kupitia qubits.
Kwa muda mrefu, timu yetu imekuwa ikitengeneza optics ya spin, kwa kutumia photon spin kama zana bora ya kudhibiti tabia ya mawimbi ya sumakuumeme. Mnamo mwaka wa 2018, tukiwa tumeshangazwa na bonde la pseudo-spin katika nyenzo za pande mbili, tulianza mradi wa muda mrefu wa kuchunguza udhibiti amilifu wa vyanzo vya macho vinavyozunguka kwa kiwango cha atomiki bila uga wa sumaku. Tunatumia modeli ya kasoro isiyo ya eneo la Berry kutatua tatizo la kupata awamu madhubuti ya kijiometri kutoka kwa msisimko wa bonde moja.
Hata hivyo, kwa sababu ya kukosekana kwa utaratibu dhabiti wa ulandanishi kati ya visisimko, uwekaji msingi madhubuti wa vivutio vingi vya bonde katika chanzo cha taa cha safu moja cha Rashuba ambacho kimepatikana bado hakijatatuliwa. Tatizo hili linatuhimiza kufikiria juu ya mfano wa Rashuba wa fotoni za Q za juu. Baada ya kuvumbua mbinu mpya za kimaumbile, tumetekeleza leza ya safu moja ya Rashuba iliyoelezewa katika karatasi hii.
Mafanikio haya hufungua njia kwa ajili ya utafiti wa matukio madhubuti ya upatanishi wa spin katika uga wa kitamaduni na kiasi, na hufungua njia mpya ya utafiti wa kimsingi na matumizi ya vifaa vya optoelectronic vya spintronic na photonic.