Isang Bagong Mundo ng Optoelectronic Device

Isang bagong mundo ngMga aparato ng Optoelectronic

Ang mga mananaliksik sa Technion-Israel Institute of Technology ay nakabuo ng isang magkakaugnay na kinokontrol na pag-ikotOptical laserBatay sa isang solong layer ng atomic. Ang pagtuklas na ito ay posible sa pamamagitan ng isang magkakaugnay na pakikipag-ugnay na nakasalalay sa pag-ikot sa pagitan ng isang solong layer ng atomic at isang pahalang na napipilitan na photonic spin lattice, na sumusuporta sa isang high-q spin lambak sa pamamagitan ng Rashaba-type spin splitting ng mga photon ng mga nakatali na estado sa pagpapatuloy.
Ang resulta, na nai-publish sa mga materyales sa kalikasan at naka-highlight sa maikling pananaliksik nito, ay nagbibigay daan para sa pag-aaral ng magkakaugnay na mga phenomena na may kaugnayan sa pag-ikot sa klasikal atMga Sistema ng Dami, at magbubukas ng mga bagong paraan para sa pangunahing pananaliksik at mga aplikasyon ng elektron at photon spin sa mga optoelectronic na aparato. Pinagsasama ng spin optical source ang photon mode sa paglipat ng elektron, na nagbibigay ng isang pamamaraan para sa pag -aaral ng palitan ng impormasyon ng pag -ikot sa pagitan ng mga electron at photon at pagbuo ng mga advanced na optoelectronic na aparato.

Ang Spin Valley Optical Microcavities ay itinayo sa pamamagitan ng interface ng photonic spin lattice na may pag -iikot na kawalaan ng simetrya (Yellow Core Region) at pag -iikot ng simetrya (cyan cladding region).
Upang mabuo ang mga mapagkukunang ito, ang isang kinakailangan ay upang maalis ang pagkabulok ng pag -ikot sa pagitan ng dalawang kabaligtaran na estado ng pag -ikot sa photon o bahagi ng elektron. Ito ay karaniwang nakamit sa pamamagitan ng pag -apply ng isang magnetic field sa ilalim ng isang Faraday o Zeeman effect, bagaman ang mga pamamaraan na ito ay karaniwang nangangailangan ng isang malakas na magnetic field at hindi makagawa ng isang microsource. Ang isa pang promising na diskarte ay batay sa isang geometric na sistema ng camera na gumagamit ng isang artipisyal na magnetic field upang makabuo ng mga estado ng spin-split ng mga photon sa momentum space.
Sa kasamaang palad, ang mga nakaraang mga obserbasyon ng mga split split split ay lubos na umasa sa mga mode ng pagpapalaganap ng factor ng mababang-masa, na nagpapataw ng masamang hadlang sa spatial at temporal na pagkakaugnay ng mga mapagkukunan. Ang pamamaraang ito ay pinipigilan din ng likas na kinokontrol ng spin na mga blocky laser-gain na materyales, na hindi maaaring madaling magamit upang aktibong makontrolmagaan na mapagkukunan, lalo na sa kawalan ng mga magnetic field sa temperatura ng silid.
Upang makamit ang mga estado ng high-Q spin-splitting, ang mga mananaliksik ay nagtayo ng mga photonic spin lattice na may iba't ibang mga simetrya, kabilang ang isang core na may pag-iikot na kawalaan ng simetrya at isang pag-iikot na simetriko na sobre na isinama sa isang WS2 solong layer, upang makagawa ng mga kalaunan na napilitan na mga lambak ng spin. Ang pangunahing kabaligtaran na asymmetric lattice na ginagamit ng mga mananaliksik ay may dalawang mahahalagang katangian.
Ang nakokontrol na spin-dependant na gantimpala na lattice vector na sanhi ng pagkakaiba-iba ng puwang ng geometric phase ng heterogenous anisotropic nanoporous na binubuo ng mga ito. Ang vector na ito ay naghahati ng band ng pag-ikot ng degradation sa dalawang mga sanga ng spin-polarized sa momentum space, na kilala bilang ang photonic Rushberg effect.
Ang isang pares ng mataas na Q symmetric (quasi) na nakatali sa pagpapatuloy, lalo na ang ± k (brillouin band anggulo) Photon spin valleys sa gilid ng mga spin splitting branch, bumubuo ng isang magkakaugnay na superposition ng pantay na mga amplitude.
Nabanggit ni Propesor Koren: "Ginamit namin ang WS2 Monolides bilang materyal na makakuha dahil ang direktang band-gap transition metal disulfide ay may natatanging pseudo-spin ng lambak at malawak na pinag-aralan bilang isang alternatibong tagadala ng impormasyon sa mga electron ng lambak. Partikular, ang kanilang mga ± k 'lambak ng mga excitons (na sumasalamin sa anyo ng planar spin-polarized dipole emitters) ay maaaring mapili na nasasabik sa pamamagitan ng spin-polarized light ayon sa mga patakaran sa pagpili ng Valley, sa gayon ay aktibong kumokontrol ng isang magnetically free spinOptical Source.
Sa isang solong layer na integrated spin valley microcavity, ang ± k 'valley excitons ay kaisa sa ± k spin valley state sa pamamagitan ng pagtutugma ng polariseysyon, at ang spin exciton laser sa temperatura ng silid ay natanto ng malakas na feedback ng ilaw. Kasabay nito, anglaserAng mekanismo ay nagtutulak sa una na phase-independiyenteng ± K 'Valley Excitons upang mahanap ang minimum na pagkawala ng estado ng system at muling maitaguyod ang ugnayan ng lock-in batay sa geometric phase sa tapat ng ± k spin valley.
Ang pagkakaugnay ng lambak na hinimok ng mekanismo ng laser na ito ay nag -aalis ng pangangailangan para sa mababang pagsugpo sa temperatura ng magkakasunod na pagkalat. Bilang karagdagan, ang minimum na estado ng pagkawala ng Rashba monolayer laser ay maaaring ma -modulate ng linear (pabilog) na polarisasyon ng bomba, na nagbibigay ng isang paraan upang makontrol ang intensity ng laser at spatial coherence. "
Ipinaliwanag ni Propesor Hasman: "Ang ipinahayagPhotonicNagbibigay ang epekto ng Spin Valley Rashba ng isang pangkalahatang mekanismo para sa pagtatayo ng mga mapagkukunan ng pag-ikot sa ibabaw ng pag-ikot. Ang pagkakaugnay ng lambak na ipinakita sa isang solong layer na integrated spin valley microcavity ay nagdudulot sa amin ng isang hakbang na mas malapit sa pagkamit ng impormasyon ng kabuuan sa pagitan ng ± k 'lambak ng mga excitons sa pamamagitan ng mga qubits.
Sa loob ng mahabang panahon, ang aming koponan ay nakabuo ng mga optika ng spin, gamit ang photon spin bilang isang epektibong tool para sa pagkontrol sa pag -uugali ng mga electromagnetic waves. Noong 2018, naintriga ng Valley pseudo-spin sa mga two-dimensional na materyales, nagsimula kami ng isang pangmatagalang proyekto upang siyasatin ang aktibong kontrol ng mga atomic-scale spin optical na mapagkukunan sa kawalan ng mga magnetic field. Ginagamit namin ang non-local berry phase defect model upang malutas ang problema ng pagkuha ng magkakaugnay na geometric phase mula sa isang solong libis na exciton.
Gayunpaman, dahil sa kakulangan ng isang malakas na mekanismo ng pag-synchronize sa pagitan ng mga excitons, ang pangunahing magkakaugnay na superposition ng maraming mga excitons ng lambak sa Rashuba single-layer light source na nakamit ay nananatiling hindi nalutas. Ang problemang ito ay nagbibigay inspirasyon sa amin na mag -isip tungkol sa modelo ng Rashuba ng mataas na Q photon. Matapos ang pagbabago ng mga bagong pamamaraan ng pisikal, ipinatupad namin ang Rashuba single-layer laser na inilarawan sa papel na ito. "
Ang nakamit na ito ay nagbibigay daan sa paraan para sa pag -aaral ng magkakaugnay na mga phenomena ng correlation ng pag -ikot sa mga larangan ng klasikal at dami, at magbubukas ng isang bagong paraan para sa pangunahing pananaliksik at paggamit ng mga spintronic at photonic optoelectronic na aparato.