Domhan nua de fheistí optoelectronic

Domhan nua degléasanna optúlaictreonacha

D'fhorbair taighdeoirí ag Institiúid Teicneolaíochta Technion-Iosrael casadh rialaithe go comhleanúnachléasar optúilbunaithe ar shraith adamhach aonair. Rinneadh an fionnachtain seo indéanta a bhuíochas d'idirghníomhaíocht chomhleanúnach atá ag brath ar an sníomh idir sraith adamhach aonair agus laitís sníomh fótónach srianta go cothrománach, a thacaíonn le gleann sníomh ard-Q trí scoilteadh sníomh de chineál Rashaba ar fhótón de stáit cheangailte sa leanúnachas.
Réitíonn an toradh, a foilsíodh in Nature Materials agus a bhfuil aird á tabhairt air ina achoimre taighde, an bealach do staidéar a dhéanamh ar fheiniméin chomhleanúnacha a bhaineann le sníomh i gcúrsaí clasaiceacha aguscórais chandamacha, agus osclaíonn sé bealaí nua le haghaidh taighde bunúsach agus feidhmeanna casadh leictreon agus fótóin i bhfeistí optúla. Comhcheanglaíonn an fhoinse optúil casadh an modh fótóin leis an aistriú leictreon, rud a sholáthraíonn modh chun malartú faisnéise casadh idir leictreoin agus fótóin a staidéar agus feistí optúla ardleibhéil a fhorbairt.

Tógtar micrea-chuasa optúla gleann sníomha trí laitísí sníomha fótónacha a chomhéadan le neamhshiméadracht inbhéartaithe (réigiún croí buí) agus siméadracht inbhéartaithe (réigiún cumhdaigh cian).
Chun na foinsí seo a thógáil, is réamhriachtanas é an meathlú sníomha idir dhá staid sníomha urchomhaireacha sa chuid fótóin nó leictreon a dhíchur. De ghnáth baintear é seo amach trí réimse maighnéadach a chur i bhfeidhm faoi éifeacht Faraday nó Zeeman, cé go mbíonn réimse maighnéadach láidir ag teastáil de ghnáth leis na modhanna seo agus nach féidir leo micreafhoinse a tháirgeadh. Tá cur chuige gealladh fúthu eile bunaithe ar chóras ceamara geoiméadrach a úsáideann réimse maighnéadach saorga chun stáit scoilte sníomha fótóin a ghiniúint i spás móiminteam.
Ar an drochuair, bhí breathnuithe roimhe seo ar stáit scoilte sníomha ag brath go mór ar mhodhanna iomadúcháin fachtóir maise íseal, rud a chuireann srianta díobhálacha ar chomhleanúnachas spásúil agus ama foinsí. Cuireann nádúr rialaithe sníomha na n-ábhar blocach gnóthachain léasair bac ar an gcur chuige seo freisin, nach féidir a úsáid go héasca chun rialú gníomhach a dhéanamh ar...foinsí solais, go háirithe in éagmais réimsí maighnéadacha ag teocht an tseomra.
Chun stáit scoilteadh sníomha ard-Q a bhaint amach, thóg na taighdeoirí laitísí sníomha fótónacha le siméadrachtaí éagsúla, lena n-áirítear croí le neamhshiméadracht inbhéartaithe agus clúdach siméadrach inbhéartaithe comhtháite le ciseal aonair WS2, chun gleannta sníomha srianta cliathánacha a tháirgeadh. Tá dhá airí thábhachtacha ag an laitís neamhshiméadrach inbhéartaithe bhunúsach a úsáideann na taighdeoirí.
An veicteoir laitíse cómhalartach inrialaithe atá ag brath ar an sníomh de bharr an éagsúlachta spás céime geoiméadraigh den nana-phóiriúil neamh-isotropach heitrighineach atá comhdhéanta díobh. Roinneann an veicteoir seo an banda díghrádaithe sníomh ina dhá bhrainse sníomh-pholaraithe sa spás móiminteam, ar a dtugtar éifeacht fhótónach Rushberg.
Cruthaíonn péire stát ceangailte siméadrach (cuasi) ard-Q sa leanúnachas, eadhon gleannta sníomh fótóin ±K (Uillinn banda Brillouin) ag imeall brainsí scoilteadh sníomha, forshuíomh comhtháite d'aimplitiúidí comhionanna.
Thug an tOllamh Koren faoi deara: “D’úsáideamar na monailídí WS2 mar an t-ábhar gnóthachain toisc go bhfuil bréag-chasadh gleanna uathúil ag an déshuilfíd miotail trasdultach bearna-bhanda díreach seo agus go ndearnadh staidéar fairsing air mar iompróir faisnéise malartach in leictreoin ghleanna. Go sonrach, is féidir a n-eicsitóin ghleanna ±K (a radaíonn i bhfoirm astairí dépholacha plánacha sníomh-pholaraithe) a spreagadh go roghnach le solas sníomh-pholaraithe de réir rialacha roghnúcháin comparáide gleanna, rud a rialaíonn sníomh saor ó mhaighnéadas go gníomhach.”foinse optúil.
I micrea-chuas gleann sníomha comhtháite aonchiseal, tá na heisítóin gleann ±K 'cúpláilte leis an staid gleann sníomha ±K trí mheaitseáil polaraithe, agus baintear léasar eisítóin sníomha amach ag teocht an tseomra trí aiseolas solais láidir. Ag an am céanna, anléasarTiomáineann an mheicníocht na heiscitóin ghleann ±K atá neamhspleách ar chéim ar dtús chun an staid íosta caillteanais den chóras a aimsiú agus an comhghaol glasála a athbhunú bunaithe ar an chéim gheoiméadrach os coinne ghleann an sníomha ±K.
Cuireann comhleanúnachas gleanna atá á thiomáint ag an meicníocht léasair seo deireadh leis an ngá atá le cosc ​​ísealteochta ar scaipeadh uaineach. Ina theannta sin, is féidir staid íosta caillteanais léasair aonchiseal Rashba a mhodhnú trí pholairiú caidéil líneach (ciorclach), rud a sholáthraíonn bealach chun déine léasair agus comhleanúnachas spásúil a rialú.”
Míníonn an tOllamh Hasman: “An nochtadhfótónachSoláthraíonn éifeacht Rashba gleann sníomha meicníocht ghinearálta chun foinsí optúla sníomha astaithe dromchla a thógáil. Tugann an comhleanúnachas gleanna a léirítear i micrea-chuas gleanna sníomha comhtháite aonchiseal céim amháin níos gaire dúinn chun fite fuaite faisnéise chandamach a bhaint amach idir eiscitóin gleanna ±K trí chiúbits.
Le fada an lá, tá ár bhfoireann ag forbairt optaic sníomha, ag baint úsáide as sníomh fótóin mar uirlis éifeachtach chun iompar tonnta leictreamaighnéadacha a rialú. In 2018, agus spéis againn sa bhreá-sníomh gleanna in ábhair dhéthoiseacha, chuireamar tús le tionscadal fadtéarmach chun imscrúdú a dhéanamh ar rialú gníomhach foinsí optúla sníomha ar scála adamhach in éagmais réimsí maighnéadacha. Úsáidimid an tsamhail locht céime neamh-áitiúil Berry chun an fhadhb a bhaineann le céim gheoiméadrach chomhleanúnach a fháil ó eiscitón gleanna aonair a réiteach.
Mar sin féin, de bharr easpa meicníochta sioncrónaithe láidir idir eiscitóin, níl an forshuíomh comhtháite bunúsach d’eiscitóin ghleanna iolracha i bhfoinse solais aonchiseal Rashuba atá bainte amach réitithe fós. Spreagann an fhadhb seo sinn chun smaoineamh ar mhúnla Rashuba de fhótón ard-Q. Tar éis modhanna fisiceacha nua a nuáil, chuireamar i bhfeidhm an léasar aonchiseal Rashuba a thuairiscítear sa pháipéar seo.”
Réitíonn an éacht seo an bealach do staidéar a dhéanamh ar fheiniméin chomhghaolmhaireachta sníomha comhtháite i réimsí clasaiceacha agus chandamacha, agus osclaíonn sé bealach nua do thaighde bunúsach agus d'úsáid gléasanna optoelectronic sníomhtronic agus fótónacha.