ऑप्टोइलेक्ट्रोनिक उपकरणों की एक नई दुनिया

की एक नई दुनियाऑप्टोइलेक्ट्रोनिक उपकरण

Technion-ISRAEL इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी के शोधकर्ताओं ने एक सुसंगत रूप से नियंत्रित स्पिन विकसित किया हैऑप्टिकल लेजरएक एकल परमाणु परत पर आधारित है। इस खोज को एक एकल परमाणु परत और एक क्षैतिज रूप से विवश फोटोनिक स्पिन जाली के बीच एक सुसंगत स्पिन-निर्भर बातचीत द्वारा संभव बनाया गया था, जो सातत्य में बाउंड स्टेट्स के फोटॉन के राशबा-प्रकार स्पिन स्पिन के माध्यम से एक उच्च-क्यू स्पिन घाटी का समर्थन करता है।
परिणाम, प्रकृति सामग्री में प्रकाशित और इसके शोध संक्षिप्त में प्रकाश डाला गया, शास्त्रीय में सुसंगत स्पिन-संबंधित घटनाओं के अध्ययन के लिए मार्ग प्रशस्त करता है औरक्वांटम सिस्टम, और ऑप्टोइलेक्ट्रोनिक उपकरणों में इलेक्ट्रॉन और फोटॉन स्पिन के मौलिक अनुसंधान और अनुप्रयोगों के लिए नए रास्ते खोलते हैं। स्पिन ऑप्टिकल स्रोत फोटॉन मोड को इलेक्ट्रॉन संक्रमण के साथ जोड़ता है, जो इलेक्ट्रॉनों और फोटॉन के बीच स्पिन सूचना विनिमय का अध्ययन करने और उन्नत ऑप्टोइलेक्ट्रोनिक उपकरणों को विकसित करने के लिए एक विधि प्रदान करता है।

स्पिन वैली ऑप्टिकल माइक्रोकैविटीज का निर्माण फोटोनिक स्पिन लैटिस को उलटा विषमता (पीले कोर क्षेत्र) और उलटा समरूपता (सियान क्लैडिंग क्षेत्र) के साथ इंटरफेस करके किया जाता है।
इन स्रोतों का निर्माण करने के लिए, एक शर्त फोटॉन या इलेक्ट्रॉन भाग में दो विपरीत स्पिन राज्यों के बीच स्पिन अध: पतन को समाप्त करना है। यह आमतौर पर एक फैराडे या ज़ेमैन प्रभाव के तहत एक चुंबकीय क्षेत्र को लागू करके प्राप्त किया जाता है, हालांकि इन विधियों में आमतौर पर एक मजबूत चुंबकीय क्षेत्र की आवश्यकता होती है और एक माइक्रोसोर्स का उत्पादन नहीं कर सकता है। एक अन्य आशाजनक दृष्टिकोण एक ज्यामितीय कैमरा प्रणाली पर आधारित है जो गति अंतरिक्ष में फोटॉन के स्पिन-विभाजन राज्यों को उत्पन्न करने के लिए एक कृत्रिम चुंबकीय क्षेत्र का उपयोग करता है।
दुर्भाग्य से, स्पिन स्प्लिट स्टेट्स के पिछले अवलोकनों ने कम-द्रव्यमान कारक प्रसार मोड पर बहुत अधिक भरोसा किया है, जो स्रोतों के स्थानिक और अस्थायी सुसंगतता पर प्रतिकूल बाधाओं को लागू करते हैं। यह दृष्टिकोण ब्लॉकी लेजर-लाभ सामग्री के स्पिन-नियंत्रित प्रकृति से भी बाधित है, जो आसानी से सक्रिय रूप से नियंत्रित करने के लिए उपयोग नहीं किया जा सकता है या नहीं किया जा सकता हैप्रकाश स्रोत, विशेष रूप से कमरे के तापमान पर चुंबकीय क्षेत्रों की अनुपस्थिति में।
उच्च-क्यू स्पिन-स्प्लिटिंग राज्यों को प्राप्त करने के लिए, शोधकर्ताओं ने अलग-अलग समरूपता के साथ फोटोनिक स्पिन लैटिस का निर्माण किया, जिसमें व्युत्क्रम विषमता के साथ एक कोर और एक WS2 सिंगल लेयर के साथ एकीकृत एक उलटा सममित लिफाफा शामिल है, जो बाद में विवश स्पिन घाटियों का उत्पादन करने के लिए। शोधकर्ताओं द्वारा उपयोग किए जाने वाले मूल व्युत्क्रम असममित जाली में दो महत्वपूर्ण गुण हैं।
नियंत्रणीय स्पिन-निर्भर पारस्परिक जाली वेक्टर जो कि विषम अनीसोट्रोपिक नैनोपोरस के ज्यामितीय चरण अंतरिक्ष भिन्नता के कारण होता है, जो उनसे बना होता है। यह वेक्टर स्पिन डिग्रेडेशन बैंड को गति की जगह में दो स्पिन-ध्रुवीकृत शाखाओं में विभाजित करता है, जिसे फोटोनिक रशबर्ग प्रभाव के रूप में जाना जाता है।
उच्च क्यू सममित (क्वैसी) की एक जोड़ी निरंतरता में बाउंड स्टेट्स, अर्थात् k K (ब्रिलॉइन बैंड कोण) स्पिन स्पिनिंग शाखाओं के किनारे पर फोटॉन स्पिन घाटियों, समान आयामों का एक सुसंगत सुपरपोजिशन बनाती है।
प्रोफेसर कोरेन ने कहा: "हमने WS2 मोनोलाइड्स का उपयोग लाभ सामग्री के रूप में किया क्योंकि इस प्रत्यक्ष बैंड-गैप संक्रमण धातु डाइसल्फ़ाइड में एक अद्वितीय घाटी छद्म स्पिन है और घाटी इलेक्ट्रॉनों में एक वैकल्पिक सूचना वाहक के रूप में बड़े पैमाने पर अध्ययन किया गया है। विशेष रूप से, उनके ± K 'घाटी एक्साइटन (जो कि प्लानर स्पिन-ध्रुवीकृत द्विध्रुवीय उत्सर्जक के रूप में विकीर्ण करते हैं) को घाटी तुलनात्मक चयन नियमों के अनुसार स्पिन-ध्रुवीकृत प्रकाश द्वारा चुनिंदा रूप से उत्साहित किया जा सकता है, इस प्रकार सक्रिय रूप से एक चुंबकीय रूप से मुक्त स्पिन को नियंत्रित करता हैऑप्टिकल स्रोत.
एक एकल-परत एकीकृत स्पिन वैली माइक्रोकैविटी में, oc K 'घाटी एक्साइटन्स को ध्रुवीकरण मिलान द्वारा of K स्पिन वैली स्टेट में युग्मित किया जाता है, और कमरे के तापमान पर स्पिन एक्सिटॉन लेजर को मजबूत प्रकाश प्रतिक्रिया द्वारा महसूस किया जाता है। उसी समय,लेज़रतंत्र शुरू में चरण-स्वतंत्र-k 'घाटी एक्साइटन को सिस्टम की न्यूनतम हानि स्थिति को खोजने और ± K स्पिन घाटी के विपरीत ज्यामितीय चरण के आधार पर लॉक-इन सहसंबंध को फिर से स्थापित करने के लिए ड्राइव करता है।
इस लेजर तंत्र द्वारा संचालित घाटी सुसंगतता आंतरायिक बिखरने के कम तापमान दमन की आवश्यकता को समाप्त करती है। इसके अलावा, रश्बा मोनोलेयर लेजर की न्यूनतम हानि स्थिति को रैखिक (परिपत्र) पंप ध्रुवीकरण द्वारा संशोधित किया जा सकता है, जो लेजर तीव्रता और स्थानिक सुसंगतता को नियंत्रित करने का एक तरीका प्रदान करता है। "
प्रोफेसर हसमैन बताते हैं: “खुलासाफ़ोट्रोनिकस्पिन वैली रश्बा प्रभाव सतह-उत्सर्जक स्पिन ऑप्टिकल स्रोतों के निर्माण के लिए एक सामान्य तंत्र प्रदान करता है। एक एकल-परत एकीकृत स्पिन वैली माइक्रोकैविटी में प्रदर्शित घाटी सुसंगतता हमें क्वांटम सूचना उलझाने के लिए एक कदम के करीब लाती है, जो Quibs k 'घाटी एक्सिटोन के बीच Qubits के माध्यम से उलझता है।
लंबे समय से, हमारी टीम स्पिन ऑप्टिक्स विकसित कर रही है, इलेक्ट्रोमैग्नेटिक तरंगों के व्यवहार को नियंत्रित करने के लिए एक प्रभावी उपकरण के रूप में फोटॉन स्पिन का उपयोग कर रही है। 2018 में, दो-आयामी सामग्रियों में घाटी छद्म-स्पिन द्वारा घिरे, हमने चुंबकीय क्षेत्रों की अनुपस्थिति में परमाणु-पैमाने पर स्पिन ऑप्टिकल स्रोतों के सक्रिय नियंत्रण की जांच करने के लिए एक दीर्घकालिक परियोजना शुरू की। हम एकल घाटी एक्साइटॉन से सुसंगत ज्यामितीय चरण प्राप्त करने की समस्या को हल करने के लिए गैर-स्थानीय बेरी चरण दोष मॉडल का उपयोग करते हैं।
हालांकि, एक्साइटन के बीच एक मजबूत सिंक्रनाइज़ेशन तंत्र की कमी के कारण, रशुबा सिंगल-लेयर लाइट सोर्स में कई वैली एक्साइटों के मौलिक सुसंगत सुपरपोजिशन जो हासिल किए गए हैं, वे अनसुलझे रह गए हैं। यह समस्या हमें उच्च क्यू फोटॉन के रशुबा मॉडल के बारे में सोचने के लिए प्रेरित करती है। नए भौतिक तरीकों को नया करने के बाद, हमने इस पेपर में वर्णित राशुबा सिंगल-लेयर लेजर को लागू किया है। ”
यह उपलब्धि शास्त्रीय और क्वांटम क्षेत्रों में सुसंगत स्पिन सहसंबंध घटना के अध्ययन के लिए मार्ग प्रशस्त करती है, और स्पिनट्रॉनिक और फोटोनिक ऑप्टोइलेक्ट्रोनिक उपकरणों के बुनियादी अनुसंधान और उपयोग के लिए एक नया तरीका खोलती है।