Nova mondo deoptoelektronikaj aparatoj
Esploristoj ĉe la Technion-Israela Instituto pri Teknologio evoluigis kohere kontrolitan spinonoptika laserosurbaze de ununura atoma tavolo.Tiu eltrovaĵo fariĝis ebla per kohera spin-dependa interagado inter ununura atomtavolo kaj horizontale limigita fotona spinkrado, kiu apogas alt-Q-spinvalon tra Rashaba-speca spindisigo de fotonoj de ligitaj ŝtatoj en la kontinuumo.
La rezulto, eldonita en Nature Materials kaj elstarigita en sia esplorinformaĵo, malfermas la vojon por la studo de koheraj spin-rilataj fenomenoj en klasika kajkvantumsistemoj, kaj malfermas novajn vojojn por fundamenta esplorado kaj aplikoj de elektrono kaj fotonspino en optoelektronikaj aparatoj.La spinoptika fonto kombinas la fotonreĝimon kun la elektrona transiro, kiu disponigas metodon por studi la spininforminterŝanĝon inter elektronoj kaj fotonoj kaj evoluigado de progresintaj optoelektronikaj aparatoj.
Spinvalaj optikaj mikrokavaĵoj estas konstruitaj per interfacado de fotonaj spinaj kradoj kun inversiga malsimetrio (flava kernregiono) kaj inversa simetrio (cejana tegregiono).
Por konstrui tiujn fontojn, antaŭkondiĉo estas elimini la spindegeneron inter du kontraŭaj spinŝtatoj en la fotona aŭ elektrona parto.Tio estas kutime atingita aplikante magnetan kampon sub Faraday aŭ Zeeman-efiko, kvankam tiuj metodoj kutime postulas fortan kampon kaj ne povas produkti mikrofonton.Alia promesplena aliro estas bazita sur geometria fotilsistemo kiu uzas artefaritan kampon por generi spin-dividitajn statojn de fotonoj en impetspaco.
Bedaŭrinde, antaŭaj observaĵoj de spin-dividaj ŝtatoj dependis peze de malalt-masfaktoraj disvastigreĝimoj, kiuj trudas negativajn limojn al la spaca kaj tempa kohereco de fontoj.Tiu aliro ankaŭ estas malhelpita per la spin-kontrolita naturo de blokitaj laser-gajnaj materialoj, kiuj ne povas aŭ ne povas facile esti uzitaj por aktive kontroli.lumfontoj, precipe en la foresto de magnetaj kampoj ĉe ĉambra temperaturo.
Por atingi alt-Q-spin-dividantajn ŝtatojn, la esploristoj konstruis fotonikajn spinkradojn kun malsamaj simetrioj, inkluzive de kerno kun inversiga malsimetrio kaj inversa simetria koverto integrita kun WS2 ununura tavolo, por produkti laterale limigitajn spinvalojn.La baza inversa malsimetria krado uzata de la esploristoj havas du gravajn ecojn.
La direktebla spin-dependa reciproka krada vektoro kaŭzita de la geometria faza spacvario de la heterogena anizotropa nanopora kunmetita de ili.Tiu vektoro dividas la spin-degenerbendon en du spin-polarigitajn branĉojn en impetspaco, konata kiel la fotona Rushberg-efiko.
Paro de altaj Q-simetriaj (kvazaŭ) ligitaj ŝtatoj en la kontinuumo, nome ±K (Brillouin-band Angle) fotonaj spinvaloj ĉe la rando de spin-dividantaj branĉoj, formas koheran supermeton de egalaj amplitudoj.
Profesoro Koren notis: "Ni uzis la WS2-monolidojn kiel la gajnan materialon ĉar ĉi tiu rekta band-interspaca transirmetala disulfido havas unikan valan pseŭdo-spinon kaj estis vaste studita kiel alternativa informportilo en valaj elektronoj.Specife, iliaj ±K 'valekcitonoj (kiuj radias en la formo de ebenaj spin-polarigitaj dipolsendiloj) povas esti selekteme ekscititaj per spin-polarigita lumo laŭ valaj komparaj elektreguloj, tiel aktive kontrolante magnete liberan spinon.optika fonto.
En unutavola integra spinvalo mikrokavaĵo, la ±K 'valekcitonoj estas kunligitaj al la ±K spinvala stato per polusiĝokongruo, kaj la spinekcitonlasero ĉe ĉambra temperaturo estas realigita per forta lumaj religoj.Samtempe, lalaseromekanismo movas la komence faz-sendependajn ±K 'valekcitonojn por trovi la minimuman perdan staton de la sistemo kaj reestabli la enŝlositan korelacion bazitan sur la geometria fazo kontraŭ la ±K spinvalo.
Valkohereco movita per tiu lasermekanismo eliminas la bezonon de malalta temperatursubpremado de intermita disvastigo.Krome, la minimuma perdstato de la Rashba monotavola lasero povas esti modulita per linia (cirkla) pumpila polusiĝo, kiu disponigas manieron kontroli laseran intensecon kaj spacan koherecon."
Profesoro Hasman klarigas: “La rivelitafotonikaspinvalo Rashba efiko disponigas ĝeneralan mekanismon por konstruado de surfac-elsendantaj spinoptikaj fontoj.La valkohereco montrita en unutavola integra spinvalmikrokavaĵo alportas al ni unu paŝon pli proksimen al atingado de kvantuma informinterplektiĝo inter ±K 'valekcitonoj per kvbitoj.
Delonge, nia teamo disvolvis spinoptikon, uzante fotonspinon kiel efikan ilon por kontroli la konduton de elektromagnetaj ondoj.En 2018, intrigitaj de la valo pseŭdo-spino en dudimensiaj materialoj, ni komencis longperspektivan projekton por esplori la aktivan kontrolon de atom-skalaj spin-optikaj fontoj en foresto de magnetaj kampoj.Ni uzas la ne-lokan Berry-fazan difektmodelon por solvi la problemon de akirado de kohera geometria fazo de ununura valekcitono.
Tamen, pro la manko de forta sinkronigmekanismo inter ekscitonoj, la fundamenta kohera supermeto de multoblaj valekcitonoj en la Rashuba unutavola lumfonto kiu estis atingita restas nesolvita.Ĉi tiu problemo inspiras nin pensi pri la Rashuba modelo de altaj Q-fotonoj.Post novigado de novaj fizikaj metodoj, ni efektivigis la unutavolan laseron Rashuba priskribitan en ĉi tiu artikolo."
Tiu atingo pavimas la vojon por la studo de koheraj spinkorelaciofenomenoj en klasikaj kaj kvantumaj kampoj, kaj malfermas novan vojon por la baza esplorado kaj uzo de spintronaj kaj fotonaj optoelektronikaj aparatoj.
Afiŝtempo: Mar-12-2024