Mundu berri batgailu optoelektronikoak
Technion-Israel Institute of Technology-ko ikertzaileek koherentziaz kontrolatutako bira bat garatu dutelaser optikoageruza atomiko bakarrean oinarrituta. Aurkikuntza hau geruza atomiko bakar baten eta horizontalki mugatutako spin-sare fotoniko baten arteko espinaren menpeko elkarreragin koherente baten bidez egin zen, zeinak Q altuko spin haran bat onartzen duen Rashaba motako spin zatiketaren bidez loturiko egoeren fotoien zatiketa bidez.
Emaitza, Nature Materials aldizkarian argitaratua eta bere ikerketa laburrean nabarmenduta, bidea irekitzen du espinarekin lotutako fenomeno koherenteak aztertzeko.sistema kuantikoak, eta bide berriak irekitzen ditu gailu optoelektronikoetan elektroiaren eta fotoien spinaren oinarrizko ikerketarako eta aplikazioetarako. Spin-iturri optikoak fotoi-modua eta elektroi-trantsizioa konbinatzen ditu, eta horrek elektroien eta fotoien arteko spin informazio-trukea aztertzeko eta gailu optoelektroniko aurreratuak garatzeko metodo bat eskaintzen du.
Spin haraneko mikrobarrubi optikoek bira-sare fotonikoak elkarren artean konektatuz eraikitzen dira, alderantzizko asimetriarekin (nukleo horia) eta alderantzizko simetriarekin (estaldura zianaren eskualdearekin).
Iturri hauek eraikitzeko, ezinbesteko baldintza da fotoi edo elektroi zatian aurkako bi spin egoeraren arteko spin-endekapena ezabatzea. Hau normalean Faraday edo Zeeman efektu baten pean eremu magnetikoa aplikatuz lortzen da, nahiz eta metodo hauek normalean eremu magnetiko indartsua behar duten eta ezin duten mikroiturria sortu. Itxaropen handiko beste ikuspegi bat kamera sistema geometriko batean oinarritzen da, eremu magnetiko artifizial bat erabiltzen duen momentu-espazioan fotoien spin-split egoerak sortzeko.
Zoritxarrez, spin zatiketa egoeren aurreko behaketak masa baxuko faktorearen hedapen-moduetan oinarritu dira, iturrien espazio- eta denbora-koherentziari kontrako mugak ezartzen dituztenak. Ikuspegi hau laser-irabazi-material blokeatuen bira kontrolatutako izaerak ere oztopatzen du, ezin baita erraz erabili aktiboki kontrolatzeko.argi iturriak, batez ere giro-tenperaturan eremu magnetikorik ez dagoenean.
Q altuko espin-zatiketa-egoerak lortzeko, ikertzaileek simetria ezberdineko spin-sare fotonikoak eraiki zituzten, alderantzizko asimetria duen nukleoa eta WS2 geruza bakarrean integratutako alderantzizko inguratzaile simetriko bat barne, alboko mugatutako spin haranak sortzeko. Ikertzaileek erabilitako oinarrizko alderantzizko sare asimetrikoak bi propietate garrantzitsu ditu.
Spin-menpeko errezibiko sare-bektore kontrolagarria, haiek osatutako nanoporo anisotropo heterogeneoaren fase-espazio geometrikoaren aldakuntzak eragindakoa. Bektore honek spin-degradazio-banda spin-polarizatutako bi adartan zatitzen du momentu-espazioan, Rushberg efektu fotonikoa deritzona.
Continuum-eko Q altuko egoera simetriko (quasi) loturik, hots, ±K (Brillouin banda Angelua) fotoi-espin-haranek spin zatitzen duten adarren ertzean, anplitude berdinen gainjartze koherente bat osatzen dute.
Koren irakasleak honakoa adierazi zuen: "WS2 monolidoak irabazi-material gisa erabili ditugu banda-hutsune zuzeneko trantsizio-metal disulfuro honek haraneko sasi-spin berezia duelako eta haraneko elektroietan informazio-eramaile alternatibo gisa oso aztertua izan delako. Zehazki, beren ± K ' haraneko kitzitoiak (espin-polarizatutako dipolo-igorle planar moduan irradiatzen direnak) spin-polarizatutako argiaren bidez selektiboki kitzikatu daitezke haranaren konparazio-hautapen-arauen arabera, eta horrela, magnetikoki askeko spin bat aktiboki kontrolatzen dute.iturri optikoa.
Geruza bakarreko spin haraneko mikrobarrubi batean, ±K 'haraneko kitzitoiak ±K spin haraneko egoerara akoplatzen dira polarizazioaren bidez, eta giro-tenperaturan spin kitzitoi laserra argi-feedback indartsuaren bidez lortzen da. Aldi berean,laserraMekanismoak hasiera batean fase-independenteak diren ±K 'haraneko kitzitoiak gidatzen ditu sistemaren galera minimoa aurkitzeko eta ±K spin haranaren aurkako fase geometrikoan oinarritutako blokeo-korrelazioa berrezartzeko.
Laser mekanismo honek bultzatutako haraneko koherentzia ezabatzen du tartekako sakabanaketa tenperatura baxuko kentzearen beharra. Horrez gain, Rashba monogeruza laserraren gutxieneko galera egoera ponpa polarizazio lineal (zirkularra) bidez modulatu daiteke, eta horrek laser intentsitatea eta koherentzia espaziala kontrolatzeko modua eskaintzen du.
Hasman irakasleak honela azaldu du: “Agertatuafotonikoaspin valley Rashba efektuak gainazaleko spin-iturri optikoak eraikitzeko mekanismo orokor bat eskaintzen du. Geruza bakarreko spin haran integratutako mikrobarrubi batean frogatutako haranaren koherentziak urrats bat gehiago hurbiltzen gaitu ± K ' haraneko kitzitoien arteko korapilazio kuantikoa lortzera, qubit bidez.
Aspalditik, gure taldea spin optika garatzen ari da, fotoien spina uhin elektromagnetikoen portaera kontrolatzeko tresna eraginkor gisa erabiliz. 2018an, bi dimentsioko materialen haraneko sasi-spin-ak intrigatuta, epe luzerako proiektu bat hasi genuen eremu magnetikorik ezean eskala atomikoko spin-iturri optikoen kontrol aktiboa ikertzeko. Berry faseko akatsen eredu ez-locala erabiltzen dugu bailarako kitzitoi bakar batetik fase geometriko koherentea lortzeko problema ebazteko.
Hala ere, kitzitoien arteko sinkronizazio-mekanismo sendorik ez dagoenez, lortu den Rashuba geruza bakarreko argi iturrian haran anitzeko kitzitoien oinarrizko gainjartze koherentea konpondu gabe dago. Arazo honek Q altuko fotoien Rashuba ereduan pentsatzera bultzatzen gaitu. Metodo fisiko berriak berritu ondoren, dokumentu honetan deskribatutako Rashuba geruza bakarreko laserra ezarri dugu».
Lorpen honek bidea zabaltzen du eremu klasiko eta kuantikoetan espin-korrelazio fenomeno koherenteak aztertzeko, eta bide berri bat irekitzen du gailu optoelektroniko espintroniko eta fotonikoen oinarrizko ikerketarako eta erabilerarako.
Argitalpenaren ordua: 2024-03-12