آپٽو اليڪٽرانڪ ڊوائيسز جي هڪ نئين دنيا

هڪ نئين دنياآپٽو اليڪٽرانڪ ڊوائيسز

ٽيڪنيشن-اسرائيل انسٽيٽيوٽ آف ٽيڪنالاجي جي محققن هڪ مربوط ڪنٽرول ٿيل اسپن تيار ڪيو آهيآپٽيڪل ليزرهڪ واحد ايٽمي پرت جي بنياد تي. هي دريافت هڪ واحد ايٽمي پرت ۽ هڪ افقي طور تي محدود فوٽونڪ اسپن لٽيس جي وچ ۾ هڪ مربوط اسپن تي منحصر رابطي جي ڪري ممڪن ٿي، جيڪا تسلسل ۾ پابند رياستن جي فوٽون جي راشابا قسم جي اسپن ورهائڻ ذريعي هڪ اعلي-Q اسپن وادي کي سپورٽ ڪري ٿي.
نتيجو، جيڪو نيچر مٽيريلز ۾ شايع ٿيو ۽ ان جي تحقيقي مختصر ۾ نمايان ڪيو ويو آهي، ڪلاسيڪل ۽ڪوانٽم سسٽم، ۽ آپٽو اليڪٽرانڪ ڊوائيسز ۾ اليڪٽران ۽ فوٽوان اسپن جي بنيادي تحقيق ۽ ايپليڪيشنن لاءِ نوان رستا کوليندو آهي. اسپن آپٽيڪل سورس فوٽوان موڊ کي اليڪٽران ٽرانزيشن سان گڏ ڪري ٿو، جيڪو اليڪٽران ۽ فوٽوان جي وچ ۾ اسپن معلومات جي تبادلي جي مطالعي ۽ جديد آپٽو اليڪٽرانڪ ڊوائيسز کي ترقي ڪرڻ جو طريقو مهيا ڪري ٿو.

اسپن ويلي آپٽيڪل مائڪرو ڪيويٽيز فوٽونڪ اسپن لٽيسس کي انورسيشن اسميٽري (پيلو ڪور ريجن) ۽ انورسيشن سميٽري (سائين ڪلڊنگ ريجن) سان انٽرفيس ڪندي ٺاهيا ويندا آهن.
انهن ذريعن کي ٺاهڻ لاءِ، هڪ شرط اهو آهي ته فوٽون يا اليڪٽران جي حصي ۾ ٻن مخالف اسپن رياستن جي وچ ۾ اسپن جي زوال کي ختم ڪيو وڃي. اهو عام طور تي فيراڊي يا زيمن اثر جي تحت مقناطيسي ميدان لاڳو ڪندي حاصل ڪيو ويندو آهي، جيتوڻيڪ انهن طريقن کي عام طور تي هڪ مضبوط مقناطيسي ميدان جي ضرورت هوندي آهي ۽ هڪ مائڪرو سورس پيدا نه ڪري سگهندا آهن. هڪ ٻيو واعدو ڪندڙ طريقو هڪ جاميٽري ڪئميرا سسٽم تي ٻڌل آهي جيڪو مومينٽم اسپيس ۾ فوٽون جي اسپن-اسپلٽ رياستن کي پيدا ڪرڻ لاءِ هڪ مصنوعي مقناطيسي ميدان استعمال ڪندو آهي.
بدقسمتي سان، اسپن اسپلٽ اسٽيٽس جي پوئين مشاهدن گهٽ-ماس فيڪٽر پروپيگيشن طريقن تي تمام گهڻو انحصار ڪيو آهي، جيڪي ذريعن جي مقامي ۽ وقتي هم آهنگي تي خراب پابنديون لاڳو ڪن ٿا. هي طريقو بلاڪي ليزر-گين مواد جي اسپن-ڪنٽرول ٿيل نوعيت جي ڪري پڻ رڪاوٽ بڻيل آهي، جيڪو آساني سان فعال طور تي ڪنٽرول ڪرڻ لاءِ استعمال نه ٿو ڪري سگهجي يا نه ٿو ڪري سگهجي.روشني جا ذريعاخاص طور تي ڪمري جي حرارت تي مقناطيسي ميدانن جي غير موجودگي ۾.
هاءِ-Q اسپن-اسپليٽنگ اسٽيٽس حاصل ڪرڻ لاءِ، محققن مختلف سميٽريز سان فوٽونڪ اسپن ليٽيز ٺاهيا، جن ۾ انورشن اسميٽري سان هڪ ڪور ۽ هڪ انورسشن سميٽرڪ لفافي شامل آهي جيڪو WS2 سنگل پرت سان ضم ٿيل آهي، ته جيئن پسمانده طور تي محدود اسپن ويليز پيدا ڪري سگهجي. محققن پاران استعمال ٿيندڙ بنيادي انورس اسميٽرڪ ليٽيز ۾ ٻه اهم خاصيتون آهن.
ڪنٽرول ٿيندڙ اسپن تي منحصر ريپروسيڪل لٽيس ویکٹر جيڪو انهن مان ٺهيل هيٽروجنيئس اينيسوٽروپڪ نانوپورس جي جاميٽري فيز اسپيس ويريشن جي ڪري پيدا ٿئي ٿو. هي ویکٹر اسپن ڊيگريڊيشن بينڊ کي مومينٽم اسپيس ۾ ٻن اسپن پولرائزڊ شاخن ۾ ورهائي ٿو، جنهن کي فوٽونڪ رشبرگ اثر جي نالي سان سڃاتو وڃي ٿو.
ڪنٽينيوم ۾ اعليٰ Q سميٽرڪ (نيم) پابند رياستن جو هڪ جوڙو، يعني ±K (برلوئن بينڊ اينگل) فوٽون اسپن ويليز جيڪي اسپن اسپليٽنگ شاخن جي ڪناري تي آهن، برابر ايمپليٽيوڊز جي هڪ مربوط سپرپوزيشن ٺاهين ٿا.
پروفيسر ڪورين نوٽ ڪيو: "اسان WS2 مونولائڊس کي حاصل مواد جي طور تي استعمال ڪيو ڇاڪاڻ ته هي سڌو بينڊ-گيپ ٽرانزيشن ميٽل ڊسلفائيڊ هڪ منفرد وادي سيوڊو-اسپن آهي ۽ وادي اليڪٽرانن ۾ متبادل معلومات ڪيريئر جي طور تي وڏي پيماني تي مطالعو ڪيو ويو آهي. خاص طور تي، انهن جا ±K 'وادي ايڪسائيٽون (جيڪي پلانر اسپن-پولرائزڊ ڊائيپول ايميٽرز جي صورت ۾ شعاع ڪن ٿا) وادي جي مقابلي جي چونڊ جي ضابطن جي مطابق اسپن-پولرائزڊ روشني ذريعي چونڊيل طور تي پرجوش ٿي سگهن ٿا، اهڙي طرح فعال طور تي مقناطيسي طور تي آزاد اسپن کي ڪنٽرول ڪن ٿا.بصري ذريعو.
هڪ سنگل-ليئر انٽيگريٽڊ اسپن وادي مائڪرو ڪيوٽي ۾، ±K 'وادي ايڪسائيٽون کي پولرائيزيشن ميچنگ ذريعي ±K اسپن وادي اسٽيٽ سان جوڙيو ويندو آهي، ۽ ڪمري جي حرارت تي اسپن ايڪسائيٽون ليزر مضبوط روشني جي موٽ ذريعي محسوس ڪيو ويندو آهي. ساڳئي وقت،ليزرميڪانيزم شروعاتي طور تي مرحلي کان آزاد ±K 'وادي ايڪسائيٽون کي هلائي ٿو ته جيئن سسٽم جي گهٽ ۾ گهٽ نقصان واري حالت کي ڳولي سگهجي ۽ ±K اسپن وادي جي سامهون جاميٽري مرحلي جي بنياد تي لاڪ ان رابطي کي ٻيهر قائم ڪري سگهجي.
هن ليزر ميڪانيزم ذريعي هلندڙ وادي هم آهنگي وقفي وقفي سان پکيڙڻ جي گهٽ درجه حرارت جي دٻاءُ جي ضرورت کي ختم ڪري ٿي. ان کان علاوه، راشبا مونوليئر ليزر جي گهٽ ۾ گهٽ نقصان واري حالت کي لڪير (سرڪيولر) پمپ پولرائيزيشن ذريعي ماڊل ڪري سگهجي ٿو، جيڪو ليزر جي شدت ۽ مقامي هم آهنگي کي ڪنٽرول ڪرڻ جو هڪ طريقو فراهم ڪري ٿو.
پروفيسر هاسمان وضاحت ڪري ٿو: "ظاهر ڪيلفوٽونڪاسپن ويلي رشبا اثر مٿاڇري کي خارج ڪندڙ اسپن آپٽيڪل ذريعن جي تعمير لاءِ هڪ عام طريقو فراهم ڪري ٿو. هڪ سنگل-پرت انٽيگريٽڊ اسپن ويلي مائڪرو ڪيويٽي ۾ ڏيکاريل وادي هم آهنگي اسان کي ڪوئبٽس ذريعي ±K 'وادي ايڪسائيٽن جي وچ ۾ ڪوانٽم انفارميشن انٽينگلمينٽ حاصل ڪرڻ جي هڪ قدم ويجهو آڻي ٿي.
هڪ ڊگهي وقت کان، اسان جي ٽيم اسپن آپٽڪس کي ترقي ڪري رهي آهي، فوٽون اسپن کي برقي مقناطيسي لهرن جي رويي کي ڪنٽرول ڪرڻ لاءِ هڪ مؤثر اوزار طور استعمال ڪندي. 2018 ۾، ٻه طرفي مواد ۾ وادي سيوڊو اسپن کان متاثر ٿي، اسان مقناطيسي شعبن جي غير موجودگي ۾ ايٽمي-اسڪيل اسپن آپٽيڪل ذريعن جي فعال ڪنٽرول جي جاچ لاءِ هڪ ڊگهي مدت جو منصوبو شروع ڪيو. اسان هڪ واحد وادي ايڪسائيٽن مان مربوط جاميٽري مرحلو حاصل ڪرڻ جي مسئلي کي حل ڪرڻ لاءِ غير مقامي بيري مرحلي جي خرابي ماڊل استعمال ڪندا آهيون.
جڏهن ته، ايڪسائيٽن جي وچ ۾ مضبوط هم وقت سازي جي طريقيڪار جي کوٽ جي ڪري، راشوبا سنگل ليئر لائيٽ سورس ۾ ڪيترن ئي وادي ايڪسائيٽن جي بنيادي مربوط سپرپوزيشن جيڪا حاصل ڪئي وئي آهي، حل نه ٿي آهي. هي مسئلو اسان کي هاءِ ڪيو فوٽون جي راشوبا ماڊل بابت سوچڻ جي ترغيب ڏئي ٿو. نوان جسماني طريقا ايجاد ڪرڻ کان پوءِ، اسان هن پيپر ۾ بيان ڪيل راشوبا سنگل ليئر ليزر کي لاڳو ڪيو آهي.
هي ڪاميابي ڪلاسيڪل ۽ ڪوانٽم شعبن ۾ مربوط اسپن رابطي جي رجحان جي مطالعي لاءِ رستو هموار ڪري ٿي، ۽ اسپنٽرونڪ ۽ فوٽوونڪ آپٽو اليڪٽرانڪ ڊوائيسز جي بنيادي تحقيق ۽ استعمال لاءِ هڪ نئون رستو کولي ٿي.