Eng nei Welt vun optoelektroneschen Apparater

Eng nei Welt vunoptoelektronesch Apparater

Fuerscher um Technion-Israel Institut fir Technologie hunn eng kohärent kontrolléiert Spin entwéckeltopteschen Laserbaséiert op enger eenzeger atomarer Schicht.Dës Entdeckung gouf méiglech gemaach duerch eng kohärent spin-ofhängeg Interaktioun tëscht enger eenzeger atomarer Schicht an enger horizontal ageschränkter photonescher Spingitter, déi e High-Q Spin-Dall duerch Rashaba-Typ Spin-Spaltung vu Photone vu gebonnene Staaten am Kontinuum ënnerstëtzt.
D'Resultat, publizéiert an Nature Materials a beliicht a sengem Fuerschungsbrief, mécht de Wee fir d'Studie vu kohärent spin-relatéierte Phänomener a klassesch aQuantesysteme, a mécht nei Weeër fir fundamental Fuerschung an Uwendungen vun Elektronen a Photon Spin an optoelektroneschen Apparater op.D'Spin-optesch Quell kombinéiert de Photon-Modus mam Elektronen-Iwwergank, wat eng Method ubitt fir de Spin-Informatiounsaustausch tëscht Elektronen a Photonen ze studéieren an fortgeschratt optoelektronesch Apparater z'entwéckelen.

Spin-Dall optesch Mikrokavitéite ginn konstruéiert andeems se photonesch Spingittere mat Inversiounsasymmetrie (giel Kärregioun) an Inversiounssymmetrie (Zyanbekleedungsregioun) interfacéieren.
Fir dës Quellen ze bauen, ass eng Viraussetzung d'Spindegeneratioun tëscht zwee entgéintgesate Spin-Staaten am Photon- oder Elektronendeel ze eliminéieren.Dëst gëtt normalerweis erreecht andeems e Magnéitfeld ënner engem Faraday oder Zeeman Effekt applizéiert gëtt, obwuel dës Methoden normalerweis e staarkt Magnéitfeld erfuerderen a keng Mikroquelle produzéiere kënnen.Eng aner villverspriechend Approche baséiert op engem geometresche Kamerasystem deen e kënschtleche Magnéitfeld benotzt fir Spin-Splitzoustande vu Photonen am Momentumraum ze generéieren.
Leider hu fréier Observatioune vu Spin-Spalt-Staaten staark op Low-Mass-Faktor-Verbreedungsmodi vertraut, déi negativ Aschränkungen op d'raimlech an zäitlech Kohärenz vu Quellen opsetzen.Dës Approche gëtt och behënnert vun der spin-kontrolléierter Natur vu blockéierte Laser-Gewënnmaterialien, déi net oder einfach kënne benotzt ginn fir aktiv ze kontrolléierenLiichtquellen, besonnesch an der Verontreiung vu magnetesche Felder bei Raumtemperatur.
Fir High-Q Spin-Split-Staaten z'erreechen, hunn d'Fuerscher photonesch Spingitter mat verschiddene Symmetrie konstruéiert, dorënner e Kär mat Inversiounsasymmetrie an eng Inversiounssymmetresch Enveloppe integréiert mat enger WS2 Eenzelschicht, fir lateral ageschränkt Spindäll ze produzéieren.Déi Basis invers asymmetresch Gitter, déi vun de Fuerscher benotzt gëtt, huet zwee wichteg Eegeschaften.
Déi kontrolléierbar spin-ofhängeg géigesäiteg Gittervektor verursaacht duerch d'geometresch Phase-Raumvariatioun vun der heterogener anisotropescher Nanoporen, déi aus hinnen zesummegesat sinn.Dëse Vektor deelt d'Spindegradatiounsband an zwou spin-polariséierte Filialen am Momentumraum, bekannt als de photonesche Rushberg Effekt.
E Pair vu héich Q symmetresche (quasi) gebonnen Staaten am Kontinuum, nämlech ± K (Brillouin Band Angle) Photon Spindäll um Rand vun Spinnspaltungszweige bilden eng kohärent Superpositioun vu gläiche Amplituden.
De Professer Koren bemierkt: "Mir hunn d'WS2 Monoliden als Gewënnmaterial benotzt, well dësen direkten Band-Lück Iwwergangsmetalldisulfid en eenzegaartegen Dall Pseudo-Spin huet a gouf extensiv studéiert als alternativ Informatiounsträger an Dallelektronen.Speziell, hir ± K 'Dall excitons (déi a Form vun planar spin-polarized dipole emitter Stralung) kann selektiv duerch spin-polariséiert Luucht no Dall Verglach Auswiel Regelen opgereegt ginn, also aktiv Kontroll vun engem magnetesch fräi spinoptesch Quell.
An engem eenzege Layer integréiert spin Dall microcavity, der ± K 'Dall excitons sinn un der ± K spin Dall Staat duerch Polarisatioun passende gekoppelter, an der spin exciton Laser bei Raumtemperatur duerch staark Liichtjoer Feedback realiséiert.Gläichzäiteg, derLaserMechanismus dréit déi ursprénglech Phase-onofhängeg ± K 'Dall excitons fir de Minimum Verloscht Zoustand vum System ze fannen an d'Spär-Korrelatioun nees opzebauen baséiert op der geometrescher Phase vis-à-vis vum ± K Spin-Dall.
Dall Kohärenz gedriwwe vun dësem Lasermechanismus eliminéiert de Besoin fir niddereg Temperatur Ënnerdréckung vun intermittierend Streuung.Zousätzlech kann de Minimum Verloschtzoustand vum Rashba Monolayer Laser duerch linear (kreesfërmeg) Pompelpolariséierung moduléiert ginn, wat e Wee gëtt fir d'Laserintensitéit a raimlech Kohärenz ze kontrolléieren.
Professer Hasman erkläert: "Déi opgedecktphotoneschspin Dall Rashba Effekt stellt eng allgemeng Mechanismus fir eng Konstruktioun Uewerfläch-emittéiert spin optesch Quellen.D'Dallkohärenz, déi an enger eenzeger Schicht integréierter Spin-Dall-Mikrocavitéit bewisen ass, bréngt eis e Schrëtt méi no fir d'Quanteninformatiounsverschlechterung tëscht ± K 'Dall-Exzitonen iwwer Qubits z'erreechen.
Zënter enger laanger Zäit huet eist Team Spinoptik entwéckelt, mat Photon Spin als effektiv Instrument fir d'Behuele vun elektromagnetesche Wellen ze kontrolléieren.Am Joer 2018, intrigéiert vum Dall Pseudo-Spin an zweedimensionalen Materialien, hu mir e laangfristeg Projet ugefaang fir d'aktiv Kontroll vun atomarer Skala Spin-optesch Quellen an der Verontreiung vu magnetesche Felder z'ënnersichen.Mir benotzen den net-lokalen Berry Phase Defekt Modell fir de Problem ze léisen fir kohärent geometresch Phase vun engem eenzegen Dall Exziton ze kréien.
Wéi och ëmmer, wéinst dem Mangel un engem staarken Synchroniséierungsmechanismus tëscht Exzitonen, bleift déi fundamental kohärent Superpositioun vu Multiple Dallexzitonen an der Rashuba Single-Layer Liichtquell, déi erreecht gouf, ongeléist.Dëse Problem inspiréiert eis iwwer de Rashuba Modell vun héije Q Photonen ze denken.Nodeems mir nei kierperlech Methoden innovéiert hunn, hu mir de Rashuba Single-Layer Laser implementéiert, deen an dësem Pabeier beschriwwe gëtt.
Dës Erreeche mécht de Wee fir d'Studie vu kohärent Spin Korrelatioun Phänomener a klassesch a Quantefelder, an mécht en neie Wee fir d'Basisfuerschung an d'Benotzung vu spintronesche a photoneschen optoelektroneschen Apparater op.