Yon nouvo mond nan aparèy optoelektwonik

Yon nouvo mond nanaparèy optoelektwonik

Chèchè nan Enstiti Teknoloji Technion-Izrayèl la devlope yon wotasyon kontwole yon fason ki koeran.lazè optikki baze sou yon sèl kouch atomik. Dekouvèt sa a te vin posib grasa yon entèraksyon koyeran ki depann de spin ant yon sèl kouch atomik ak yon rezo spin fotonik ki gen kontrent orizontal, ki sipòte yon vale spin ak yon Q wo atravè divizyon spin tip Rashaba nan foton eta lye nan kontinyòm lan.
Rezilta a, ki pibliye nan Nature Materials epi ki make nan dokiman rechèch li a, louvri chemen pou etid fenomèn ki gen rapò ak spin koyeran nan syans klasik ak...sistèm kwantik, epi li ouvri nouvo avni pou rechèch fondamantal ak aplikasyon spin elektwon ak foton nan aparèy optoelektwonik. Sous optik spin an konbine mòd foton an ak tranzisyon elektwon an, ki bay yon metòd pou etidye echanj enfòmasyon spin ant elektwon ak foton epi devlope aparèy optoelektwonik avanse.

Mikwokavite optik spin valley yo konstwi lè yo konekte rezo spin fotonik ak asimetri envèsyon (rejyon nwayo jòn) ak simetri envèsyon (rejyon revètman syan).
Pou konstwi sous sa yo, yon kondisyon esansyèl se elimine dejeneresans spin ki genyen ant de eta spin opoze nan pati foton an oswa elektwon an. Sa anjeneral reyalize lè yo aplike yon chan mayetik anba yon efè Faraday oswa Zeeman, byenke metòd sa yo anjeneral mande yon chan mayetik fò epi yo pa ka pwodui yon mikwosous. Yon lòt apwòch pwomètè baze sou yon sistèm kamera jewometrik ki itilize yon chan mayetik atifisyèl pou jenere eta divizyon spin foton yo nan espas momantòm.
Malerezman, obsèvasyon anvan yo sou eta divizyon spin yo te depann anpil sou mòd pwopagasyon ki gen faktè mas ki ba, ki enpoze kontrent negatif sou koyerans espasyal ak tanporèl sous yo. Apwòch sa a tou limite pa nati kontwole pa spin nan materyèl ki gen lazè an blòk, ki pa ka oswa ki pa ka fasil pou itilize pou kontwole aktivman.sous limyè, sitou lè pa gen chan mayetik nan tanperati chanm.
Pou reyalize eta divizyon spin ak yon Q wo, chèchè yo te konstwi rezo spin fotonik ak diferan simetri, tankou yon nwayo ak asimetri envèsyon ak yon anvlòp simetrik envèsyon entegre ak yon sèl kouch WS2, pou pwodui vale spin ki gen kontrent lateral. Rezo asimetrik envès debaz ke chèchè yo te itilize a gen de pwopriyete enpòtan.
Vektè rezo resipwòk kontwolab ki depann de spin an ki koze pa varyasyon espas faz jewometrik nanopor anizotropik etewojèn ki konpoze de yo. Vektè sa a divize bann degradasyon spin an an de branch polarize pa spin nan espas momantòm, ke yo rekonèt kòm efè Rushberg fotonik la.
Yon pè eta lye simetrik (kwazi) ak yon Q wo nan kontinyòm nan, sètadi vale spin foton ±K (Ang bann Brillouin) nan kwen branch ki divize spin yo, fòme yon sipèpozisyon koyeran ki gen anplitid egal.
Pwofesè Koren te note: “Nou te itilize monolid WS2 yo kòm materyèl pou genyen paske disulfid metal tranzisyon dirèk sa a ki gen yon espas bann gen yon pseudo-spin nan vale inik epi li te etidye anpil kòm yon lòt transpòtè enfòmasyon nan elektwon nan vale yo. Espesyalman, eksiton vale ±K 'yo (ki gaye sou fòm emetè dipol polarize nan spin planè) ka selektivman eksite pa limyè polarize nan spin dapre règ seleksyon konparezon vale yo, kidonk kontwole aktivman yon spin mayetikman lib.sous optik.
Nan yon mikwokavite spin valley entegre ak yon sèl kouch, eksiton ±K' vale yo makonnen ak eta spin valley ±K a pa matche polarizasyon, epi lazè eksiton spin nan tanperati chanm reyalize pa yon fidbak limyè fò. An menm tan, lalazèMekanis lan kondwi eksiton ±K 'vale ki endepandan de faz okòmansman yo pou jwenn eta pèt minimòm sistèm nan epi retabli korelasyon bloke a ki baze sou faz jeyometrik opoze vale spin ±K a.
Koyerans vale ki kondwi pa mekanis lazè sa a elimine nesesite pou siprime dispèsyon tanzantan nan ba tanperati. Anplis de sa, eta pèt minimòm lazè monokouch Rashba a ka module pa polarizasyon ponp lineyè (sikilè), ki bay yon fason pou kontwole entansite lazè ak koyerans espasyal.
Pwofesè Hasman eksplike: “Sa ki te revele afotonikEfè Rashba nan vale spin an bay yon mekanis jeneral pou konstwi sous optik spin ki emèt sifas. Koyerans vale a demontre nan yon mikwokavite vale spin entegre yon sèl kouch pèmèt nou fè yon pa pi pre pou nou reyalize antangleman enfòmasyon kwantik ant eksiton vale ±K ' atravè qubit.
Depi lontan, ekip nou an ap devlope optik spin, lè l sèvi avèk spin foton kòm yon zouti efikas pou kontwole konpòtman ond elektwomayetik yo. An 2018, kirye pa pseudo-spin vale a nan materyèl bidimensyonèl, nou te kòmanse yon pwojè alontèm pou envestige kontwòl aktif sous optik spin nan echèl atomik nan absans chan mayetik. Nou itilize modèl defo faz Berry ki pa lokal la pou rezoud pwoblèm pou jwenn yon faz jeyometrik koeran apati yon sèl eksiton vale.
Sepandan, akòz mank yon mekanis senkronizasyon solid ant eksiton yo, sipèpozisyon fondamantal koyeran plizyè eksiton vale nan sous limyè yon sèl kouch Rashuba a ki te reyalize a rete san rezoud. Pwoblèm sa a enspire nou reflechi sou modèl Rashuba pou foton Q segondè yo. Apre nou fin inove nouvo metòd fizik, nou te aplike lazè yon sèl kouch Rashuba ki dekri nan atik sa a.
Reyalizasyon sa a ouvri wout la pou etid fenomèn korelasyon spin koyeran nan domèn klasik ak kwantik, epi li louvri yon nouvo chemen pou rechèch fondamantal ak itilizasyon aparèy spintronik ak fotonik optoelektwonik.