የኦፕቶኤሌክትሮኒክስ መሳሪያዎች አዲስ ዓለም

አዲስ ዓለምየኦፕቶኤሌክትሮኒክስ መሳሪያዎች

የቴክኒዮን-እስራኤል የቴክኖሎጂ ተቋም ተመራማሪዎች ወጥ የሆነ ቁጥጥር የሚደረግበት ሽክርክሪት አዘጋጅተዋልየኦፕቲካል ሌዘርበአንድ አቶሚክ ንብርብር ላይ የተመሠረተ። ይህ ግኝት የተገኘው በአንድ አቶሚክ ንብርብር እና በአግድም በተገደበ የፎቶኒክ ስፒን ላቲስ መካከል ባለው ወጥ የሆነ የስፒን-ጥገኛ መስተጋብር ሲሆን ይህም በተከታታይ ውስጥ የታሰሩ ግዛቶች ፎቶኖችን በራሻባ አይነት ስፒን በኩል ባለ ከፍተኛ-Q ስፒን ሸለቆን ይደግፋል።
ውጤቱ፣ በNature Materials ውስጥ የታተመ እና በምርምር አጭር መግለጫው ላይ የተገለጸው፣ በክላሲካል እና በክላሲካል ውስጥ ስለ ወጥ የሆነ የአከርካሪ አጥንት ክስተቶች ጥናት መንገድ ይጠርጋልየኳንተም ስርዓቶች, እና በኦፕቶኤሌክትሮኒክ መሳሪያዎች ውስጥ የኤሌክትሮን እና የፎቶን ስፒን መሰረታዊ ምርምር እና አተገባበር አዳዲስ መንገዶችን ይከፍታል። የስፒን ኦፕቲካል ምንጭ የፎቶን ሁነታን ከኤሌክትሮን ሽግግር ጋር ያጣምራል፣ ይህም በኤሌክትሮኖች እና በፎቶኖች መካከል የስፒን መረጃ ልውውጥን ለማጥናት እና የላቁ የኦፕቶኤሌክትሮኒክ መሳሪያዎችን ለማዘጋጀት የሚያስችል ዘዴ ይሰጣል።

የስፒን ቫሊ ኦፕቲካል ማይክሮካቮች የሚገነቡት በፎቶኒክ ስፒን ላቲስ የተገላቢጦሽ አለመመጣጠን (ቢጫ ኮር ክልል) እና በተገላቢጦሽ ሲሜትሪ (ሳይያን ክላዲንግ ክልል) አማካኝነት ነው።
እነዚህን ምንጮች ለመገንባት፣ ቅድመ ሁኔታ በፎቶን ወይም በኤሌክትሮን ክፍል ውስጥ ባሉ ሁለት ተቃራኒ የስፒን ሁኔታዎች መካከል ያለውን የስፒን ዲጄኔራሲ ማስወገድ ነው። ይህ ብዙውን ጊዜ በፋራዴይ ወይም በዚማን ተፅዕኖ ስር መግነጢሳዊ መስክን በመተግበር የሚገኝ ሲሆን፣ ምንም እንኳን እነዚህ ዘዴዎች ብዙውን ጊዜ ጠንካራ መግነጢሳዊ መስክ የሚያስፈልጋቸው እና ማይክሮ ምንጭ ማመንጨት የማይችሉ ቢሆኑም። ሌላው ተስፋ ሰጪ አካሄድ የተመሠረተው በሞመንተም ቦታ ውስጥ የፎተን ስፒን-ስፕሊትድ ስቴቶችን ለማመንጨት አርቲፊሻል መግነጢሳዊ መስክን የሚጠቀም የጂኦሜትሪክ ካሜራ ስርዓት ላይ ነው።
እንደ አለመታደል ሆኖ፣ ቀደም ሲል የተንጣለሉ የስፒን ስፕሊት ስቴቶች ምልከታዎች በዝቅተኛ የጅምላ ፋክተር ፕሮፓጋንዳ ሁነታዎች ላይ በእጅጉ ጥገኛ ነበሩ፣ ይህም በምንጮች የቦታ እና የጊዜ ትስስር ላይ አሉታዊ ገደቦችን ያስገድዳል። ይህ አካሄድ እንዲሁ በንቃት ለመቆጣጠር በቀላሉ ጥቅም ላይ ሊውሉ የማይችሉ ወይም የማይቻሉ የብሎክ ሌዘር-ጌይን ቁሳቁሶች ስፒን-ቁጥጥር ባህሪ ይስተጓጎላል።የብርሃን ምንጮችበተለይም በክፍል ሙቀት ውስጥ መግነጢሳዊ መስኮች በሌሉበት ጊዜ።
ከፍተኛ-Q ስፒን-ስፕሊት ሁኔታዎችን ለማግኘት ተመራማሪዎቹ የተለያዩ ሲሜትሪ ያላቸው የፎቶኒክ ስፒን ላቲስቶችን ገንብተዋል፣ ይህም ኢንቨርስ ኢሲሜትሪ ያለው ኮር እና ከWS2 ነጠላ ንብርብር ጋር የተዋሃደ ሲሜትሪክ ኤንቨሎፕን ጨምሮ በጎን የተገደቡ ስፒን ሸለቆዎችን ለማምረት ይረዳል። ተመራማሪዎቹ የሚጠቀሙበት መሰረታዊ ተገላቢጦሽ ኢሲሜትሪ ላቲስ ሁለት አስፈላጊ ባህሪያት አሉት።
በጂኦሜትሪክ phase space variance ምክንያት የሚፈጠረው ቁጥጥር የሚደረግበት ስፒን-ጥገኛ የተገላቢጦሽ ላቲስ ቬክተር፣ ይህም የፎቶኒክ ራሽበርግ ውጤት በመባል በሚታወቀው የሞመንተም ስፔስ ውስጥ የስፒን ዲዘርቬሽን ባንድን ወደ ሁለት ስፒን-ፖላራይዝድ ቅርንጫፎች ይከፍላል።
በተከታታይነት ውስጥ ጥንድ ከፍተኛ የQ ሲሜትሪክ (ኳሲ) የተሳሰሩ ሁኔታዎች፣ ማለትም በተሰነጠቀ የሽክርክሪት ቅርንጫፎች ጠርዝ ላይ ያሉት ±K (ብሪሉዊን ባንድ አንግል) የፎቶን ስፒን ሸለቆዎች፣ እኩል ስፋት ያለው ወጥ የሆነ ሱፐርፖዚሽን ይፈጥራሉ።
ፕሮፌሰር ኮረን እንዲህ ብለዋል፡- “ይህ ቀጥተኛ የባንድ-ክፍተት ሽግግር የብረት ዲሰልፋይድ ልዩ የሆነ የሸለቆ ፕሴዱል-ስፒን ስላለው እና በሸለቆ ኤሌክትሮኖች ውስጥ እንደ አማራጭ የመረጃ አቅራቢ በሰፊው ስለተጠና የWS2 ሞኖላይዶችን እንደ ትርፍ ቁሳቁስ ተጠቅመናል። በተለይም፣ የ ±K 'ሸለቆ ኤክሲቶኖች (በፕላነር ስፒን-ፖላራይዝድ ዲፖል አመንጪዎች መልክ የሚበሩት) በሸለቆ ንጽጽር ምርጫ ህጎች መሠረት በሚሽከረከር-ፖላራይዝድ ብርሃን በተመረጠ ሁኔታ ሊደሰቱ ይችላሉ፣ በዚህም መግነጢሳዊ ነጻ ስፒን በንቃት ይቆጣጠራሉ።የኦፕቲካል ምንጭ.
በአንድ ንብርብር የተቀናጀ የስፒን ሸለቆ ማይክሮካቪቲ ውስጥ፣ የ ±K 'ሸለቆ ኤክሳይተንስ ከ ±K ስፒን ሸለቆ ሁኔታ ጋር በፖላራይዜሽን ማዛመድ ይያያዛሉ፣ እና በክፍል ሙቀት ውስጥ ያለው የስፒን ኤክሳይተን ሌዘር በጠንካራ የብርሃን ግብረመልስ ይከናወናል። በተመሳሳይ ጊዜ፣ሌዘርዘዴው በመጀመሪያ ደረጃ-ገለልተኛ የሆነውን ±K 'ሸለቆ ኤክሳይተንስን የስርዓቱን ዝቅተኛ የኪሳራ ሁኔታ ለማግኘት እና ከ ±K ስፒን ሸለቆ ተቃራኒው ጂኦሜትሪክ ምዕራፍ ላይ በመመስረት የመቆለፊያ ትስስርን እንደገና ለማቋቋም ያነሳሳል።
በዚህ የሌዘር ዘዴ የሚመራው የሸለቆ ወጥነት የማያቋርጥ መበታተን ዝቅተኛ የሙቀት መጠንን የመከልከል አስፈላጊነትን ያስወግዳል። በተጨማሪም፣ የራሽባ ሞኖላይየር ሌዘር ዝቅተኛው የኪሳራ ሁኔታ በመስመራዊ (ክብ) የፓምፕ ፖላራይዜሽን ሊስተካከል ይችላል፣ ይህም የሌዘር ጥንካሬን እና የቦታ ትስስርን ለመቆጣጠር መንገድ ይሰጣል።
ፕሮፌሰር ሃስማን እንዲህ ሲሉ ያስረዳሉ፡- “የተገለጠው ነገርፎቶኒክየስፒን ቫሊ ራሽባ ተጽእኖ የገጽታ አመንጪ ስፒን ኦፕቲካል ምንጮችን ለመገንባት አጠቃላይ ዘዴ ይሰጣል። በአንድ ንብርብር የተቀናጀ የስፒን ቫሊ ማይክሮካቪቲ ውስጥ የሚታየው የሸለቆ ወጥነት በ ±K 'ቫሊ ኤክሳይተንስ መካከል በኩቢትስ በኩል የኳንተም መረጃ መተሳሰርን ለማሳካት አንድ እርምጃ ያቀረብናል።
ለረጅም ጊዜ ቡድናችን የኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገዶችን ባህሪ ለመቆጣጠር እንደ ውጤታማ መሳሪያ በመጠቀም የፊቶን ስፒንን ሲገነባ ቆይቷል። እ.ኤ.አ. በ2018፣ በሁለት-ልኬት ቁሳቁሶች ውስጥ ባለው የሸለቆው ፕሴዱል-ስፒን በመማረክ፣ መግነጢሳዊ መስኮች በሌሉበት ጊዜ የአቶሚክ-ልኬት ስፒን ኦፕቲካል ምንጮችን ንቁ ​​ቁጥጥር ለመመርመር የረጅም ጊዜ ፕሮጀክት ጀምረናል። ከአንድ ነጠላ የሸለቆ ኤክሲቶን ወጥ የሆነ የጂኦሜትሪክ ምዕራፍ የማግኘት ችግርን ለመፍታት የአካባቢውን ያልሆነ የቤሪ ደረጃ ጉድለት ሞዴል እንጠቀማለን።
ይሁን እንጂ፣ በኤክሲቶኖች መካከል ጠንካራ የማመሳሰል ዘዴ ባለመኖሩ፣ በራሹባ ነጠላ-ንብርብር የብርሃን ምንጭ ውስጥ የተሳካው የበርካታ ሸለቆ ኤክሳይቶኖች መሠረታዊ ወጥነት ያለው ሱፐርኢዚሽን እስካሁን አልተፈታም። ይህ ችግር ስለ ከፍተኛ Q ፎቶኖች የራሹባ ሞዴል እንድናስብ ያነሳሳናል። አዳዲስ አካላዊ ዘዴዎችን ከፈጠርን በኋላ፣ በዚህ ጽሑፍ ውስጥ የተገለጸውን የራሹባ ነጠላ-ንብርብር ሌዘር ተግባራዊ አድርገናል።
ይህ ስኬት በክላሲካል እና በኳንተም መስኮች ውስጥ ስለ ኮኔክቲቭ ስፒን ኮሪደር ክስተቶች ጥናት መንገድ ይከፍታል፣ እንዲሁም ለመሠረታዊ ምርምር እና ስፒንትሮኒክ እና ፎቶኒክ ኦፕቶኤሌክትሮኒክ መሳሪያዎችን አጠቃቀም አዲስ መንገድ ይከፍታል።