Un novu mondu di i dispositi optoelettronici

Un novu mondu didispusitivi optoelettronica

I ricercatori di l'Istitutu di Tecnulugia Technion-Israele anu sviluppatu un spin cuntrullatu in modu coerentelaser otticubasatu annantu à una sola capa atomica. Sta scuperta hè stata fatta pussibule da una interazzione coherente dipendente da u spinu trà una sola capa atomica è un reticulu di spin fotonicu ristrettu orizzontalmente, chì sustene una valle di spin high-Q attraversu u spin splitting Rashaba di i fotoni di stati legati in u cuntinuu.
U risultatu, publicatu in Nature Materials è evidenziatu in u so brief di ricerca, apre a strada per u studiu di fenomeni coherenti di spin-related in classica èsistemi quantistici, è apre novi strade per a ricerca fundamentale è l'applicazioni di spin d'elettroni è fotoni in i dispositi optoelettronici. A fonte ottica di spin combina u modu di fotoni cù a transizione di l'elettroni, chì furnisce un metudu per studià u scambiu d'infurmazioni di spin trà l'elettroni è i fotoni è u sviluppu di dispositivi optoelettronici avanzati.

I microcavità ottiche di a valle di Spin sò custruite interfaccendu reticoli di spin fotonici cù asimmetria d'inversione (regione core gialla) è simmetria d'inversione (regione di rivestimentu cian).
Per custruisce queste fonti, un prerequisite hè di eliminà a degenerazione di spin trà dui stati di spin opposti in a parte di fotoni o elettroni. Questu hè generalmente ottenutu appliendu un campu magneticu sottu un effettu Faraday o Zeeman, ancu s'è questi metudi di solitu necessitanu un campu magneticu forte è ùn ponu micca pruduce una microsource. Un altru approcciu promettente hè basatu annantu à un sistema di camera geomètrica chì usa un campu magneticu artificiale per generà stati spin-split di fotoni in u spaziu momentu.
Sfurtunatamente, l'osservazioni precedenti di i stati di spin split si basanu assai nantu à i modi di propagazione di fattore di massa bassa, chì impone limitazioni avversi à a coerenza spaziale è temporale di e fonti. Stu approcciu hè ancu ostaculatu da a natura spin-cuntrullata di i materiali bluccati di guadagnà laser, chì ùn ponu micca o ùn ponu micca esse facilmente utilizati per cuntrullà attivamente.fonti di luce, in particulare in l'absenza di campi magnetichi à a temperatura di l'ambienti.
Per ottene stati di spin-splitting high-Q, i circadori custruianu retichi di spin fotonichi cù simmetrie differenti, cumpresu un core cù asimmetria d'inversione è un envelope simmetricu d'inversione integratu cù una sola capa WS2, per pruduce valli di spin limitati lateralmente. U lattice asimmetricu inversu basu utilizatu da i circadori hà duie proprietà impurtanti.
U vettore di lattice reciproca cuntrullabile spin-dipendente causatu da a variazione di u spaziu di fase geomètrica di u nanoporoso anisotropicu eterogeneu cumpostu da elli. Stu vettore divide a banda di degradazione di spin in dui rami spin-polarizzati in u spaziu di momentu, cunnisciutu cum'è l'effettu fotonicu Rushberg.
Un coppiu di stati liati Q simmetrici (quasi) elevati in u cuntinuu, vale à dì ±K (Brillouin band Angle) valli di spin di fotoni à l'orlu di rami di split spin, formanu una superposizione coherente di amplitudes uguali.
U prufessore Koren hà dettu: "Avemu utilizatu i monolidi WS2 cum'è u materiale di guadagnu perchè stu disulfuru di metallu di transizione di band-gap diretta hà un pseudo-spin di valle unicu è hè statu studiatu estensivamente cum'è un trasportatore d'infurmazioni alternativu in l'elettroni di valle. Specificamenti, i so excitoni di valle ±K '(chì irradianu in forma di emettitori dipolu dipolarizzati spin-planari) ponu esse excitati selettivamente da a luce polarizata di spin secondu e regule di selezzione di paraguni di valle, cuntrullendu cusì attivamente un spin magneticamente liberu.fonte ottica.
In una microcavità di spin valley integrata à una sola capa, l'excitons di valle ±K' sò accuppiati à u statu di valle di spin ±K da a polarization matching, è u laser spin exciton à a temperatura di l'ambienti hè realizatu da un forte feedback luminoso. À u listessu tempu, ulaserU meccanismo spinge l'excitons di valle ±K' inizialmente indipendenti da a fase per truvà u statu di perdita minima di u sistema è ristabilisce a correlazione di lock-in basatu nantu à a fase geomètrica opposta à a valle di spin ±K.
A coherenza di a valle guidata da stu mecanismu laser elimina a necessità di suppressione di a bassa temperatura di scattering intermittenti. Inoltre, u statu di perdita minima di u laser monolayer Rashba pò esse modulatu da a polarizazione di pompa lineare (circulare), chì furnisce un modu per cuntrullà l'intensità di u laser è a coerenza spaziale ".
U prufessore Hasman spiega: "U rivelatufotonicuL'effettu Rashba di spin valley furnisce un mecanismu generale per a custruzzione di fonti ottiche di spin à emissioni di superficia. A coerenza di a valle dimustrata in una microcavità di spin valley integrata à una sola capa ci porta un passu più vicinu à ottene l'intricazione di l'informazione quantistica trà ± K 'excitons di valle via qubits.
Per un bellu pezzu, a nostra squadra hà sviluppatu l'ottica di spin, utilizendu u spin di fotoni cum'è un strumentu efficace per cuntrullà u cumpurtamentu di l'onda elettromagnetica. In 2018, intrigatu da a valle pseudo-spin in materiali bidimensionale, avemu principiatu un prughjettu longu à investigà u cuntrollu attivu di surghjenti otticu spin atomicu-scala in l 'absenza di campi magnetichi. Avemu aduprà u mudellu di difettu di fase Berry non-lucale per risolve u prublema di ottene una fase geomètrica coherente da una sola exciton di valle.
Tuttavia, per via di a mancanza di un forte mecanismu di sincronizazione trà l'excitons, a superposizione coherente fundamentale di multiple excitons di valle in a fonte di luce di Rashuba unica strata chì hè stata ottenuta resta senza risolve. Stu prublema ci inspira à pensà à u mudellu Rashuba di fotoni Q altu. Dopu avè innuvatu novi metudi fisichi, avemu implementatu u laser Rashuba à una sola capa descritta in questu documentu ".
Stu successu apre a strada per u studiu di i fenomeni di correlazione di spin coerenti in i campi classici è quantistici, è apre un novu modu per a ricerca basica è l'usu di i dispositi optoelettronici spintronici è fotonici.