optoelectronic ڊوائيسز جي هڪ نئين دنيا

جي هڪ نئين دنياoptoelectronic ڊوائيسز

ٽيڪنالاجي-اسرائيل انسٽيٽيوٽ آف ٽيڪنالاجي جي محققن هڪ مربوط ڪنٽرول اسپن ٺاهيا آهنبصري ليزرهڪ واحد ايٽمي پرت جي بنياد تي. اها دريافت هڪ واحد ايٽمي پرت ۽ هڪ افقي طور تي محدود فوٽوونڪ اسپن لاٽيس جي وچ ۾ مربوط اسپن-انحصار رابطي جي ذريعي ممڪن ٿي هئي، جيڪا تسلسل ۾ پابند رياستن جي فوٽون جي رشابا قسم جي اسپن ورهائڻ جي ذريعي هڪ اعلي-Q اسپن وادي کي سپورٽ ڪري ٿي.
نتيجو، فطرت جي مواد ۾ شايع ٿيل ۽ ان جي تحقيقي مختصر ۾ نمايان ڪئي وئي، ڪلاسيڪل ۽ اسپن سان لاڳاپيل واقعن جي مطالعي لاء رستو هموار ڪري ٿو.quantum نظام، ۽ آپٽو اليڪٽرڪ ڊوائيسز ۾ اليڪٽران ۽ فوٽون اسپن جي بنيادي تحقيق ۽ ايپليڪيشنن لاءِ نوان رستا کولي ٿو. اسپن آپٽيڪل ماخذ فوٽون موڊ کي اليڪٽران جي منتقلي سان گڏ ڪري ٿو، جيڪو اليڪٽران ۽ فوٽونز جي وچ ۾ اسپن معلومات جي مٽاسٽا جي مطالعي ۽ ترقي يافته آپٽو اليڪٽرانڪ ڊوائيسز کي ترقي ڪرڻ لاء هڪ طريقو مهيا ڪري ٿو.

اسپن وادي آپٽيڪل مائيڪرو ڪيويٽيز فوٽوونڪ اسپن لاٽيڪس کي انٽرفيس ڪندي ٺاهيا ويندا آهن جن ۾ انورسيشن اسميٽري (پيلو ڪور ريجن) ۽ انورسيشن سميٽري (سيان ڪليڊنگ ريجن).
انهن ماخذن کي ٺاهڻ لاءِ، هڪ لازمي شرط آهي ته ڦوٽان يا اليڪٽران واري حصي ۾ ٻن مخالف اسپن رياستن جي وچ ۾ اسپين جي زوال کي ختم ڪيو وڃي. اهو عام طور تي حاصل ڪيو ويندو آهي هڪ مقناطيسي فيلڊ کي فاراڊي يا زيمن اثر هيٺ لاڳو ڪرڻ سان، جيتوڻيڪ اهي طريقا عام طور تي مضبوط مقناطيسي فيلڊ جي ضرورت هوندي آهي ۽ هڪ مائڪرو سورس پيدا نٿا ڪري سگهن. هڪ ٻيو واعدو ڪندڙ طريقو هڪ جاميٽري ڪئميرا سسٽم تي ٻڌل آهي جيڪو هڪ مصنوعي مقناطيسي فيلڊ استعمال ڪري ٿو جيڪو رفتار جي خلا ۾ فوٽن جي اسپن-سپلٽ رياستن کي پيدا ڪرڻ لاء.
بدقسمتيءَ سان، اسپين جي ورهايل رياستن جا اڳوڻا مشاهدا گهٽ-ماس فيڪٽر پروپيگيشن طريقن تي تمام گهڻو ڀروسو رکن ٿا، جيڪي ذريعن جي مقامي ۽ عارضي هم آهنگيءَ تي منفي رڪاوٽون وجهن ٿا. اهو طريقو پڻ روڪيو ويو آهي اسپن-ڪنٽرول ٿيل نوعيت جي بلاڪي ليزر-گائن مواد، جيڪو فعال طور تي ڪنٽرول ڪرڻ لاء آساني سان استعمال نٿو ڪري سگهجي.نور ذريعنخاص طور تي ڪمري جي حرارت تي مقناطيسي شعبن جي غير موجودگي ۾.
هاءِ-Q اسپن ورهائڻ واري رياستن کي حاصل ڪرڻ لاءِ، محققن مختلف همراهن سان گڏ فوٽوونڪ اسپن لٽڪيون ٺاهيون، جن ۾ هڪ ڪور جنهن ۾ انسائيڪلوپيڊيا اسيميٽري ۽ هڪ انوائريشن سميٽري لفافو هڪ WS2 سنگل پرت سان ضم ٿيل آهي، جنهن ۾ دير سان محدود اسپن ويلز پيدا ڪرڻ لاءِ. محقق پاران استعمال ڪيل بنيادي inverse asymmetric lattice ٻه اهم خاصيتون آهن.
ڪنٽرولبل اسپن-انحصار ريسيپروڪل لٽيس ویکٹر جو جاميٽري مرحلو خلائي تبديلي جي ڪري پيدا ٿئي ٿو هيٽروجنيئس انيسوٽروپڪ نانوپورس جي انهن مان ٺهيل. هي ویکٹر اسپن ڊيگريڊيشن بينڊ کي ٻن اسپن-پولرائزڊ شاخن ۾ ورهائي ٿو مومينٽم اسپيس ۾، جنهن کي فوٽوونڪ رشبرگ اثر طور سڃاتو وڃي ٿو.
ڪنٽينيوم ۾ اعليٰ Q سميٽرڪ (چوڻي) پابند رياستن جو هڪ جوڙو، يعني ±K (بريلوئن بينڊ اينگل) ڦوٽون اسپن ويلز، اسپين جي ورهائڻ واري شاخن جي ڪنارن تي، برابر amplitudes جو هڪ مربوط سپرپوزيشن ٺاهي ٿو.
پروفيسر ڪورين نوٽ ڪيو: ”اسان WS2 مونولائڊس کي حاصل ڪرڻ واري مواد طور استعمال ڪيو ڇاڪاڻ ته هي سڌو بينڊ-گيپ ٽرانزيڪشن ميٽل ڊسلفائيڊ هڪ منفرد وادي پسوڊو-اسپن آهي ۽ وادي اليڪٽرانن ۾ متبادل معلوماتي ڪيريئر جي طور تي وسيع طور تي اڀياس ڪيو ويو آهي. خاص طور تي، انهن جي ±K 'وادي excitons (جيڪي پلانر اسپن-پولرائزڊ ڊيپول ايميٽرز جي صورت ۾ نڪرندا آهن) وادي جي مقابلي جي چونڊ ضابطن جي مطابق اسپن-پولرائزڊ روشني سان چونڊيل طور تي جوش ٿي سگهن ٿا، اهڙي طرح فعال طور تي مقناطيسي آزاد اسپن کي ڪنٽرول ڪري ٿو.بصري ذريعو.
هڪ واحد-پرت ۾ مربوط اسپن وادي مائڪروڪيويٽي ۾، ±K 'وادي Excitons پولرائيزيشن ميچنگ ذريعي ±K اسپين وادي رياست سان ملائي ويندي آهي، ۽ ڪمري جي درجه حرارت تي اسپن ايڪسائيٽون ليزر مضبوط روشني جي موٽ سان محسوس ڪيو ويندو آهي. ساڳئي وقت، جيليزرميکانيزم ڊرائيو ڪري ٿو شروعاتي مرحلي-آزاد ±K وادي excitons نظام جي گھٽ ۾ گھٽ نقصان واري حالت کي ڳولڻ لاءِ ۽ ±K اسپين وادي جي سامهون جاميٽري مرحلي جي بنياد تي لاڪ-ان رابطي کي ٻيهر قائم ڪري ٿو.
هن ليزر ميکانيزم جي ذريعي هلندڙ وادي جي هم آهنگي، وقفي وقفي سان پکڙجڻ جي گهٽ درجه حرارت جي دٻاءُ جي ضرورت کي ختم ڪري ٿي. ان کان علاوه، Rashba monolayer ليزر جي گھٽ ۾ گھٽ نقصان واري حالت کي لڪير (سرڪيولر) پمپ پولرائيزيشن ذريعي ماڊل ڪري سگھجي ٿو، جيڪو ليزر جي شدت ۽ مقامي مطابقت کي ڪنٽرول ڪرڻ جو طريقو مهيا ڪري ٿو.
پروفيسر حسان بيان ڪري ٿو: ”انڪشاففوٽوونڪاسپن وادي راشبا اثر سطح جي خارج ڪرڻ واري اسپن آپٽيڪل ذريعن جي تعمير لاء هڪ عام ميڪانيزم مهيا ڪري ٿو. وادي جي هم آهنگيءَ جو مظاهرو هڪ واحد-پرت انٽيگريٽڊ اسپن وادي مائڪروڪيوٽي ۾ ڪيو ويو آهي اسان کي ڪوبٽس ذريعي ±K' وادي ايڪسائيٽنز جي وچ ۾ ڪوانٽم انفارميشن اينگلمينٽ حاصل ڪرڻ لاءِ هڪ قدم وڌيڪ ويجهو آڻي ٿو.
هڪ ڊگهي وقت تائين، اسان جي ٽيم اسپن آپٽڪس کي ترقي ڪري رهي آهي، فوٽوان اسپن کي برقي مقناطيسي لهرن جي رويي کي ڪنٽرول ڪرڻ لاء هڪ مؤثر اوزار طور استعمال ڪندي. 2018 ۾، ٻه طرفي مواد ۾ وادي سيوڊو-اسپن پاران دلچسپ، اسان مقناطيسي شعبن جي غير موجودگي ۾ ايٽمي-اسڪيل اسپن آپٽيڪل ذريعن جي فعال ڪنٽرول جي تحقيق ڪرڻ لاء هڪ ڊگهي مدي وارو منصوبو شروع ڪيو. اسان استعمال ڪريون ٿا غير مقامي بيري فيز ڊيفٽ ماڊل کي حل ڪرڻ لاءِ هڪ واحد وادي ايڪسائيٽن مان مربوط جاميٽري مرحلو حاصل ڪرڻ جي مسئلي کي.
جڏهن ته، excitons جي وچ ۾ مضبوط هم وقت سازي جي ميکانيزم جي کوٽ جي ڪري، Rashuba سنگل-ليئر لائٽ ماخذ ۾ ڪيترن ئي وادي excitons جو بنيادي مربوط سپرپوزيشن جيڪو حاصل ڪيو ويو آهي حل نه ٿيو. هي مسئلو اسان کي حوصلا افزائي ڪري ٿو Rashuba ماڊل بابت سوچڻ لاءِ هاءِ Q فوٽونز. نئين جسماني طريقن کي جدت ڪرڻ کان پوء، اسان هن پيپر ۾ بيان ڪيل رشوبا سنگل پرت ليزر کي لاڳو ڪيو آهي.
هي ڪاميابي ڪلاسيڪل ۽ ڪوانٽم شعبن ۾ مربوط اسپن باهمي رجحان جي مطالعي لاءِ رستو هموار ڪري ٿي، ۽ اسپنٽرونڪ ۽ فوٽوونڪ آپٽو اليڪٽرانڪ ڊوائيسز جي بنيادي تحقيق ۽ استعمال لاءِ هڪ نئون رستو کولي ٿي.