Tontolo vaovao irayfitaovana optoelektronika
Ireo mpikaroka ao amin'ny Technion-Israel Institute of Technology dia namorona fihodinana voafehy tsaralaser optikamifototra amin'ny sosona atomika tokana. Azo natao ity fahitana ity noho ny fifandraisana mirindra miankina amin'ny spin eo amin'ny sosona atomika tokana sy ny tambajotra spin photonic voafetra mitsivalana, izay manohana ny lohasaha spin Q avo lenta amin'ny alàlan'ny fizarazarana spin karazana Rashaba an'ny photons amin'ny toetry ny fifandraisana ao amin'ny continuum.
Ny vokatra, navoaka tao amin'ny Nature Materials ary nasongadina tao amin'ny fikarohana fohy nataony, dia manokatra lalana ho an'ny fandalinana ireo trangan-javatra mifandraika amin'ny fihodinana mirindra amin'ny siansa klasika syrafitra kwantika, ary manokatra lalana vaovao ho an'ny fikarohana fototra sy ny fampiharana ny fihodinan'ny elektrôna sy ny fotona amin'ny fitaovana optoelektronika. Ny loharano optika mihodina dia mampifangaro ny fomba fotona amin'ny fifindran'ny elektrôna, izay manome fomba iray handinihana ny fifanakalozana fampahalalana momba ny fihodinana eo amin'ny elektrôna sy ny fotona ary hampivelatra fitaovana optoelektronika mandroso.
Ny lavaka kely optika ao amin'ny Spin Valley dia amboarina amin'ny alàlan'ny fampifandraisana ireo harato spin photonic amin'ny asymmetria inversion (faritra fotony mavo) sy ny symmetria inversion (faritra cladding cyan).
Mba hananganana ireo loharano ireo, ny fepetra takiana dia ny hanafoanana ny fahasimban'ny fihodinana eo amin'ny toetry ny fihodinana roa mifanohitra ao amin'ny ampahany photon na elektrôna. Izany dia matetika tanterahina amin'ny alàlan'ny fampiharana saha magnetika eo ambanin'ny fiantraikan'i Faraday na Zeeman, na dia matetika aza ireo fomba ireo dia mitaky saha magnetika matanjaka ary tsy afaka mamokatra microsource. Ny fomba fiasa mampanantena iray hafa dia mifototra amin'ny rafitra fakantsary geometrika izay mampiasa saha magnetika artifisialy mba hamoronana toetry ny fihodinana amin'ny photons ao amin'ny habaka momentum.
Indrisy anefa fa ny fandinihana teo aloha momba ny toetry ny spin split dia niantehitra be tamin'ny fomba fampielezana ny factor ambany lanja, izay mametraka fameperana ratsy amin'ny fifandraisan'ny loharano ara-toerana sy ara-potoana. Ity fomba fiasa ity dia voasakana ihany koa noho ny toetra voafehin'ny spin amin'ny fitaovana laser blocky, izay tsy azo na tsy azo ampiasaina mora foana hifehezana mavitrika.loharanon-jiro, indrindra rehefa tsy misy saha andriamby amin'ny mari-pana ao an-trano.
Mba hahazoana toetry ny fizarana fihodinana Q avo lenta, ireo mpikaroka dia nanamboatra tambajotra fihodinana fotonika misy simetria samihafa, anisan'izany ny fototra misy asimetria mivadika sy valopy simetria mivadika tafiditra amin'ny sosona tokana WS2, mba hamokarana lohasaha mihodina voafetra amin'ny lafiny. Ny tambajotra asimetria mivadika fototra ampiasain'ireo mpikaroka dia manana toetra manan-danja roa.
Ny vecteur réciproque lattice azo fehezina miankina amin'ny spin vokatry ny fiovaovan'ny habaka géometrika amin'ny nanoporous anisotropic heterogeneous izay ahitana azy ireo. Ity vecteur ity dia mizara ny tarika fahasimban'ny spin ho sampana roa misy spin-polarized ao amin'ny habaka momentum, fantatra amin'ny anarana hoe vokatry ny photonic Rushberg.
Ny toetra roa mitovy (quasi) mifamatotra amin'ny Q avo ao amin'ny continuum, dia ny lohasaha fihodinan'ny photon ±K (Brillouin band Angle) eo amin'ny sisin'ny sampana mizara spin, dia mamorona superposition mirindra amin'ny amplitude mitovy.
Nanamarika ny Profesora Koren hoe: “Nampiasa ny monolides WS2 ho fitaovana ahazoana tombony izahay satria ity disulfide metaly tetezamita mivantana ity dia manana pseudo-spin lohasaha miavaka ary efa nodinihina betsaka ho toy ny mpitondra fampahalalana hafa ao amin'ny elektrôna lohasaha. Indrindra indrindra, ny excitons ±K 'valley (izay miparitaka amin'ny endrika planar spin-polarized dipole emitters) dia azo entanin'ny hazavana spin-polarized araka ny fitsipiky ny fifantenana fampitahana lohasaha, ka mifehy mavitrika ny fihodinana malalaka magnetika.loharano optika.
Ao anaty lavaka kely misy sosona tokana ao amin'ny lohasaha mihodinkodina, ny excitons ±K 'valley dia mifamatotra amin'ny toetry ny lohasaha mihodinkodina ±K amin'ny alàlan'ny fampifanarahana polarization, ary ny laser spin exciton amin'ny mari-pana ao an-trano dia tanterahina amin'ny alàlan'ny valin-kafatra mahery vaika. Mandritra izany fotoana izany, nytamin'ny laserIty mekanisma ity dia mitarika ireo excitons ±K 'valley tsy miankina amin'ny dingana voalohany mba hahitana ny toetry ny fatiantoka kely indrindra amin'ny rafitra ary hamerina hametraka ny fifandraisana mihidy mifototra amin'ny dingana geometrika mifanohitra amin'ny ±K spin valley.
Ny fifandanjan'ny lohasaha entin'ity mekanisma laser ity dia manafoana ny filàna fampihenana ny fiparitahana miato amin'ny mari-pana ambany. Ankoatra izany, ny toetry ny fatiantoka kely indrindra amin'ny laser monolayer Rashba dia azo ovaina amin'ny alàlan'ny polarization paompy linear (boribory), izay manome fomba iray hifehezana ny hamafin'ny laser sy ny fifandanjan'ny habaka.
Manazava ny Profesora Hasman hoe: “Ny nambarafotonikaNy vokatry ny spin valley Rashba dia manome mekanisma ankapobeny amin'ny fananganana loharano optika spin mamoaka velarana. Ny firindran'ny lohasaha aseho ao amin'ny microcavity spin valley mitambatra misy sosona tokana dia mitondra antsika dingana iray akaiky kokoa amin'ny fahazoana ny fifamatorana fampahalalana kuantum eo amin'ny excitons ±K 'valley amin'ny alàlan'ny qubits.
Efa ela ny ekipanay no namorona ny "spin optics", mampiasa ny "photon spin" ho fitaovana mahomby hifehezana ny fihetsiky ny onja elektromagnetika. Tamin'ny taona 2018, liana tamin'ny "valan-drano pseudo-spin" amin'ny fitaovana roa refy izahay, ka nanomboka tetikasa maharitra handinihana ny fanaraha-maso mavitrika ny loharano optika "spin" amin'ny ambaratonga atomika raha tsy misy saha magnetika. Mampiasa ny modely tsy eo an-toerana momba ny tsy fahatomombanan'ny dingana Berry izahay mba hamahana ny olan'ny fahazoana dingana geometrika mirindra avy amin'ny "valan-drano exciton" tokana.
Na izany aza, noho ny tsy fisian'ny mekanisma fampifanarahana matanjaka eo amin'ireo excitons, dia mbola tsy voavaha ny fifangaroan'ny excitons lohasaha maromaro ao amin'ny loharanon-jiro tokana sosona Rashuba izay tratra. Io olana io dia manosika anay hieritreritra momba ny modely Rashuba momba ny photons Q avo. Rehefa avy namorona fomba ara-batana vaovao izahay, dia nampihatra ny laser tokana sosona Rashuba voalaza ato amin'ity lahatsoratra ity.
Ity zava-bita ity dia manokatra lalana ho an'ny fandalinana ny trangan-javatra mifandraika amin'ny spin coherent amin'ny sehatra klasika sy koantika, ary manokatra lalana vaovao ho an'ny fikarohana fototra sy ny fampiasana fitaovana optoelektronika spintronic sy fotonika.
Fotoana fandefasana: 12 Martsa 2024