Нови свет оптоелектронских уређаја

Нови светоптоелектронских уређаја

Истраживачи са Технолошко-Израелског института за технологију развили су кохерентно контролисан спиноптички ласерзаснован на једном атомском слоју. Ово откриће је омогућено кохерентном спин-зависном интеракцијом између једног атомског слоја и хоризонтално ограничене фотонске спинске решетке, која подржава долину високог К спина кроз спин цепање фотона везаних стања у континууму типа Расхаба.
Резултат, објављен у Натуре Материалс и истакнут у свом истраживачком сажетку, отвара пут проучавању кохерентних феномена повезаних са спином у класичним иквантни системи, и отвара нове путеве за фундаментална истраживања и примене спина електрона и фотона у оптоелектронским уређајима. Спин оптички извор комбинује фотонски режим са транзицијом електрона, што обезбеђује метод за проучавање размене спин информација између електрона и фотона и развој напредних оптоелектронских уређаја.

Оптичке микрошупљине у Спин долини су конструисане повезивањем фотонских спин решетки са инверзионом асиметријом (регион жутог језгра) и инверзионом симетријом (подручје цијан облоге).
Да би се изградили ови извори, предуслов је да се елиминише спинска дегенерација између два супротна спинска стања у делу фотона или електрона. Ово се обично постиже применом магнетног поља под Фарадејевим или Зеемановим ефектом, иако ове методе обично захтевају јако магнетно поље и не могу да произведу микроизвор. Још један обећавајући приступ заснован је на геометријском систему камера који користи вештачко магнетно поље за генерисање спин-сплит стања фотона у импулсном простору.
Нажалост, претходна запажања спин подељених стања у великој мери су се ослањала на режиме пропагације фактора мале масе, који намећу негативна ограничења на просторну и временску кохерентност извора. Овај приступ је такође ометен природом која контролише окретање блокова материјала за добијање ласера, који се не могу или не могу лако користити за активну контролуизвори светлости, посебно у одсуству магнетних поља на собној температури.
Да би се постигла стања цепања спина високог К, истраживачи су конструисали фотонске спинске решетке са различитим симетријама, укључујући језгро са инверзијском асиметријом и инверзионо симетричну овојницу интегрисану са једним слојем ВС2, да би произвели бочно ограничене спинске долине. Основна инверзна асиметрична решетка коју користе истраживачи има два важна својства.
Вектор реципрочне решетке који зависи од спина који се може контролисати узрокован варијацијом геометријског фазног простора хетерогеног анизотропног нанопорозног састава од њих. Овај вектор дели појас деградације спина на две спин-поларизоване гране у простору момента, познат као фотонски Рашбергов ефекат.
Пар високо К симетричних (квази) везаних стања у континууму, наиме ±К(Бриллоуин банд Англе) фотонске долине на ивици грана које се раздвајају, формирају кохерентну суперпозицију једнаких амплитуда.
Професор Корен је приметио: „Користили смо ВС2 монолиде као материјал за појачање јер овај дисулфид прелазног метала са директним размаком има јединствени псеудо-спин и опсежно је проучаван као алтернативни носилац информација у електронима долине. Конкретно, њихови екситони ±К' долине (који зраче у облику планарних спин-поларизованих диполних емитера) могу се селективно побуђивати спин-поларизованом светлошћу у складу са правилима селекције поређења у долини, чиме се активно контролише магнетски слободни спиноптички извор.
У једнослојној интегрисаној микрошупљини са спинском долином, екситони ±К 'долине су спојени са стањем спинске долине ±К усклађивањем поларизације, а спин ексцитонски ласер на собној температури се остварује снажном повратном спрегом светлости. У исто време,ласермеханизам покреће иницијално независне од фазе екситоне ±К' долине да пронађу стање минималног губитка система и поново успостави корелацију закључавања засновану на геометријској фази насупрот ±К спин долини.
Кохерентност долине коју покреће овај ласерски механизам елиминише потребу за сузбијањем повременог расејања на ниским температурама. Поред тога, стање минималног губитка монослојног ласера ​​Расхба може се модулирати линеарном (кружном) поларизацијом пумпе, што пружа начин за контролу интензитета ласера ​​и просторне кохерентности.
Професор Хасман објашњава: „ОткривенофотонскиРашба ефекат спин долине обезбеђује општи механизам за конструисање спин оптичких извора који емитују површину. Кохерентност долине демонстрирана у једнослојној интегрисаној микрошупљини са спин долином доводи нас један корак ближе постизању квантне информационе испреплетености између ±К' екситона долине преко кубита.
Наш тим већ дуже време развија спин оптику, користећи спин фотона као ефикасан алат за контролу понашања електромагнетних таласа. У 2018. години, заинтригирани псеудо-спином у долини у дводимензионалним материјалима, започели смо дугорочни пројекат истраживања активне контроле спин оптичких извора атомске скале у одсуству магнетних поља. Користимо нелокални модел дефекта Бери фазе да решимо проблем добијања кохерентне геометријске фазе из једног екситона долине.
Међутим, због недостатка снажног механизма синхронизације између екситона, фундаментална кохерентна суперпозиција вишеструких екситона у долини у једнослојном извору светлости Расхуба која је постигнута остаје нерешена. Овај проблем нас инспирише да размишљамо о Расхуба моделу фотона високог К. Након иновирања нових физичких метода, имплементирали смо Расхуба једнослојни ласер описан у овом раду.
Ово достигнуће отвара пут за проучавање феномена кохерентне спин корелације у класичним и квантним пољима и отвара нови пут за основна истраживања и употребу спинтронских и фотонских оптоелектронских уређаја.