Nýr heimur ljóstækja

Nýr heimur afsjónræn tæki

Vísindamenn við Tækniháskólann ísrael hafa þróað samfellda stjórnaða snúningsjón leysirbyggt á einu atómlagi. Þessi uppgötvun var gerð möguleg með samfelldri snúningsháðri víxlverkun milli eins frumeindalags og lárétta bundinnar ljóseindasnúningagrind, sem styður háan Q-snúningsdal í gegnum Rashaba-gerð spunaklofnunar ljóseinda bundins ástands í samfellunni.
Niðurstaðan, sem birt var í Nature Materials og lögð er áhersla á í rannsóknarskýrslu sinni, ryður brautina fyrir rannsókn á samfelldum spunatengdum fyrirbærum í klassískum ogskammtakerfi, og opnar nýjar leiðir fyrir grundvallarrannsóknir og beitingu rafeinda- og ljóseindasnúnings í sjónrænum tækjum. Snúningur ljósgjafinn sameinar ljóseindahaminn við rafeindaskiptin, sem veitir aðferð til að rannsaka snúningsupplýsingaskipti milli rafeinda og ljóseinda og þróa háþróaða ljóseindabúnað.

Optísk örhola í snúningsdalnum eru smíðuð með því að tengja ljóseindasnúningagrindur með öfugsnúningsósamhverfu (gult kjarnasvæði) og öfugsamhverfu (sýan klæðningarsvæði).
Til þess að byggja þessar uppsprettur er forsenda þess að útrýma spunahrörnun milli tveggja andstæðra spunaástanda í ljóseind- eða rafeindahlutanum. Þetta er venjulega náð með því að beita segulsviði undir Faraday eða Zeeman áhrifum, þó þessar aðferðir krefjist venjulega sterks segulsviðs og geti ekki framleitt öruppsprettu. Önnur efnileg nálgun byggir á rúmfræðilegu myndavélakerfi sem notar gervi segulsvið til að mynda spunaskipt ástand ljóseinda í skriðþungarými.
Því miður hafa fyrri athuganir á spunaskiptingum reitt sig að miklu leyti á útbreiðsluaðferðir með lágmassaþáttum, sem setja óhagstæðar skorður á staðbundið og tímabundið samræmi heimilda. Þessi nálgun er einnig hindruð vegna snúningsstýrðs eðlis blokkkenndra leysiefnisefna, sem ekki er eða er ekki auðvelt að nota til að stjórnaljósgjafa, sérstaklega ef segulsvið eru ekki til staðar við stofuhita.
Til að ná háum Q snúningaskiptingum, smíðuðu rannsakendur ljóseindasnúningagrindurnar með mismunandi samhverfum, þar á meðal kjarna með öfugsnúningsósamhverfu og öfugsnúningssamhverfu umslagi sem var samþætt WS2 staku lagi, til að framleiða hliðarbundna snúningsdali. Grunn andhverfa ósamhverfa grindurnar sem rannsakendur nota hefur tvo mikilvæga eiginleika.
Stýranlegi snúningsháði gagnkvæma grindarvigran sem orsakast af rúmfræðilegu fasarýmisbreyti hins ólíka anisotropic nanoporous sem samanstendur af þeim. Þessi vektor skiptir spunaniðurbrotsbandinu í tvær spunaskautaðar greinar í skriðþungarými, þekkt sem ljóseinda Rushberg áhrifin.
Par af háum Q samhverfum (kvasi) bundnum ríkjum í samfellunni, þ.e. ±K(Brillouin band Angle) ljóseindasnúningsdalir við jaðar spunakljúfa greina, mynda samfellda yfirsetningu með jöfnum amplitudum.
Prófessor Koren sagði: „Við notuðum WS2 mónólíðin sem ávinningsefni vegna þess að þetta beina band-gap umbreytingarmálm tvísúlfíð hefur einstakan gervi-snúning í dalnum og hefur verið mikið rannsakað sem annar upplýsingaberi í dalrafeindum. Nánar tiltekið er hægt að örva ±K 'dalaörvun þeirra (sem geisla út í formi planra snúningskautaðra tvípólsgjafa) valkvætt með snúningskautuðu ljósi í samræmi við valreglur um samanburðarsamanburð og stjórna þannig segullausum snúningi.sjónuppspretta.
Í einslags samþættu snúningsdals örholi, eru ±K 'dalarörvunirnar tengdar við ±K snúningsdalsástandið með pólunarsamsvörun, og snúningsörvunarleysirinn við stofuhita verður að veruleika með sterkri endurgjöf ljóss. Á sama tíma hefurleysirvélbúnaður knýr upphaflega fasa-óháðu ±K 'dalsörvunina til að finna lágmarkstapsástand kerfisins og koma aftur á innlásfylgni sem byggir á rúmfræðilega fasanum á móti ±K snúningsdalnum.
Samhengi dalsins sem knúið er áfram af þessum leysibúnaði útilokar þörfina fyrir lághitabælingu á hléum dreifingu. Að auki er hægt að stilla lágmarkstapi Rashba einlaga leysisins með línulegri (hringlaga) dæluskautun, sem veitir leið til að stjórna leysistyrk og staðbundinni samhengi.“
Prófessor Hasman útskýrir: „Hið opinberaljósónísktspin valley Rashba áhrif veitir almennan búnað til að smíða yfirborðsgefin spuna ljósgjafa. Samhengi dalsins sem sýnt er í einslags samþættu snúningsdals örholi færir okkur einu skrefi nær því að ná fram skammtaupplýsingaflækju milli ±K 'dalsörvunar með qubits.
Í langan tíma hefur teymið okkar verið að þróa snúningsljósfræði, með því að nota ljóseindasnúning sem áhrifaríkt tæki til að stjórna hegðun rafsegulbylgna. Árið 2018, hrifin af gervi-snúningi dalsins í tvívíðum efnum, hófum við langtímaverkefni til að kanna virka stjórn á sjónrænum spunauppsprettum á atómkvarða í fjarveru segulsviða. Við notum ekki-staðbundið Berry fasa galla líkanið til að leysa vandamálið við að fá samhangandi rúmfræðilegan fasa úr einum dalörvun.
Hins vegar, vegna skorts á sterku samstillingarkerfi milli örvunar, er grundvallarsamhengi yfirbygging margra dalaörvuna í Rashuba einslags ljósgjafanum sem náðst hefur enn óleyst. Þetta vandamál hvetur okkur til að hugsa um Rashuba líkanið af háum Q ljóseindum. Eftir að hafa nýtt nýjar líkamlegar aðferðir höfum við innleitt Rashuba eins lags leysirinn sem lýst er í þessari grein.
Þessi árangur ryður brautina fyrir rannsókn á samfelldri snúningsfylgnifyrirbærum á klassískum og skammtafræðilegum sviðum og opnar nýja leið fyrir grunnrannsóknir og notkun spuna- og ljóseindatækja.