Một thế giới mới của các thiết bị quang điện tử

Một thế giới mới củaThiết bị quang điện tử

Các nhà nghiên cứu tại Viện Công nghệ Technion-Israel đã phát triển một vòng quay được kiểm soát mạch lạcLaser quang họcDựa trên một lớp nguyên tử duy nhất. Phát hiện này đã được thực hiện bằng một tương tác phụ thuộc spin kết hợp giữa một lớp nguyên tử duy nhất và mạng spin quang tử bị hạn chế theo chiều ngang, hỗ trợ một thung lũng Spin-Q cao thông qua sự chia tách spin loại Rashaba của các trạng thái bị ràng buộc trong sự liên tục.
Kết quả, được công bố trong các vật liệu tự nhiên và được nhấn mạnh trong bản tóm tắt nghiên cứu của nó, mở đường cho việc nghiên cứu các hiện tượng liên quan đến spin kết hợp trong cổ điển vàHệ thống lượng tử, và mở ra những con đường mới cho nghiên cứu cơ bản và các ứng dụng của spin electron và photon trong các thiết bị quang điện tử. Nguồn quang spin kết hợp chế độ photon với quá trình chuyển đổi electron, cung cấp một phương pháp nghiên cứu trao đổi thông tin spin giữa các electron và photon và phát triển các thiết bị quang điện tử tiên tiến.

Các vi sinh vật quang của Thung lũng Spin được xây dựng bằng cách giao tiếp các mạng spin photonic với sự bất đối xứng ngược (vùng lõi màu vàng) và đối xứng đảo ngược (vùng ốp cyan).
Để xây dựng các nguồn này, điều kiện tiên quyết là loại bỏ sự thoái hóa spin giữa hai trạng thái spin đối diện trong phần photon hoặc electron. Điều này thường đạt được bằng cách áp dụng từ trường dưới hiệu ứng Faraday hoặc Zeeman, mặc dù các phương pháp này thường yêu cầu từ trường mạnh và không thể tạo ra microsource. Một cách tiếp cận đầy hứa hẹn khác dựa trên hệ thống camera hình học sử dụng từ trường nhân tạo để tạo ra các trạng thái split của photon trong không gian động lượng.
Thật không may, các quan sát trước đây về các trạng thái phân chia spin đã phụ thuộc rất nhiều vào các chế độ lan truyền yếu tố khối lượng thấp, áp đặt các ràng buộc bất lợi đối với sự kết hợp không gian và thời gian của các nguồn. Cách tiếp cận này cũng bị cản trở bởi tính chất kiểm soát spin của các vật liệu tăng laser khối, không thể hoặc không thể dễ dàng được sử dụng để chủ động kiểm soátnguồn sáng, đặc biệt là trong trường hợp không có từ trường ở nhiệt độ phòng.
Để đạt được các trạng thái tách Spin cao, các nhà nghiên cứu đã xây dựng các mạng spin quang tử với các đối xứng khác nhau, bao gồm một lõi với sự bất đối xứng ngược và một đường bao đối xứng đảo ngược được tích hợp với một lớp WS2, để tạo ra các thung lũng spin bị ràng buộc. Mạng không đối xứng cơ bản được sử dụng bởi các nhà nghiên cứu có hai tính chất quan trọng.
Các vectơ mạng lưới đối ứng phụ thuộc vào spin có thể điều khiển được gây ra bởi sự thay đổi không gian pha hình học của nanopous dị hướng không đồng nhất bao gồm chúng. Vectơ này chia dải phân hủy spin thành hai nhánh phân cực spin trong không gian động lượng, được gọi là hiệu ứng Rushberg quang tử.
Một cặp trạng thái ràng buộc đối xứng Q cao (Quasi) trong liên tục, cụ thể là các thung lũng spin photon spin ± K (Brillouin Band) ở cạnh của các nhánh tách spin, tạo thành một sự chồng chất kết hợp của biên độ bằng nhau.
Giáo sư Koren lưu ý: Hồi Chúng tôi đã sử dụng WS2 Monolides làm vật liệu tăng vì disulfide kim loại chuyển tiếp khoảng cách trực tiếp này có một pseudo pseudo-spin độc đáo và đã được nghiên cứu rộng rãi như một nhà cung cấp thông tin thay thế trong Valley Electron. Cụ thể, các exciton thung lũng ± K của họ (tỏa ra dưới dạng các bộ phát lưỡng cực hướng phẳng phẳng) có thể được kích thích chọn lọc bởi ánh sáng phân cực spin theo quy tắc lựa chọn so sánh thung lũng, do đó tích cực kiểm soát một spin tự do từ tính miễn phíNguồn quang học.
Trong một vi sinh vật thung lũng spin tích hợp một lớp, các exciton thung lũng ± k 'được ghép với trạng thái thung lũng spin ± k bằng cách kết hợp phân cực và laser spin exciton ở nhiệt độ phòng được nhận ra bằng phản hồi ánh sáng mạnh. Đồng thời,laserCơ chế thúc đẩy các excitons thung lũng độc lập pha ban đầu để tìm thấy trạng thái tổn thất tối thiểu của hệ thống và thiết lập lại mối tương quan khóa dựa trên pha hình học đối diện với thung lũng spin ± k.
Sự kết hợp của thung lũng được điều khiển bởi cơ chế laser này giúp loại bỏ sự cần thiết phải ức chế nhiệt độ thấp của tán xạ không liên tục. Ngoài ra, trạng thái tổn thất tối thiểu của laser đơn lớp RashBA có thể được điều chỉnh bằng phân cực bơm tuyến tính (tròn), cung cấp một cách để kiểm soát cường độ laser và sự kết hợp không gian.
Giáo sư Hasman giải thích: Những người được tiết lộPhotonicHiệu ứng Spin Valley Rashba cung cấp một cơ chế chung để xây dựng các nguồn quang quay bề mặt. Sự kết hợp của thung lũng được thể hiện trong một vi sinh vật spin thung lũng tích hợp một lớp đưa chúng ta một bước gần hơn để đạt được sự vướng víu thông tin lượng tử giữa các excitons thung lũng ± k 'thông qua các qubit.
Trong một thời gian dài, nhóm của chúng tôi đã phát triển quang học spin, sử dụng spin photon làm công cụ hiệu quả để kiểm soát hành vi của sóng điện từ. Vào năm 2018, bị thu hút bởi Valley Pseudo-spin trong các vật liệu hai chiều, chúng tôi đã bắt đầu một dự án dài hạn để điều tra việc kiểm soát tích cực các nguồn quang quay quy mô nguyên tử trong trường hợp không có từ trường. Chúng tôi sử dụng mô hình khiếm khuyết pha berry không cục bộ để giải quyết vấn đề có được pha hình học kết hợp từ một exciton thung lũng duy nhất.
Tuy nhiên, do thiếu cơ chế đồng bộ hóa mạnh mẽ giữa các exciton, sự chồng chất kết hợp cơ bản của nhiều exciton thung lũng trong nguồn sáng một lớp Rashuba đã đạt được vẫn chưa được giải quyết. Vấn đề này truyền cảm hứng cho chúng ta nghĩ về mô hình Rashuba của các photon Q cao. Sau khi đổi mới các phương pháp vật lý mới, chúng tôi đã triển khai laser một lớp đơn Rashuba được mô tả trong bài viết này.
Thành tích này mở đường cho việc nghiên cứu các hiện tượng tương quan spin kết hợp trong các lĩnh vực cổ điển và lượng tử, và mở ra một cách mới cho nghiên cứu cơ bản và sử dụng các thiết bị quang điện tử sprictronic và quang điện tử.