ஆப்டோ எலக்ட்ரானிக் சாதனங்களின் புதிய உலகம்

ஒரு புதிய உலகம்ஆப்டோ எலக்ட்ரானிக் சாதனங்கள்

டெக்னியன்-இஸ்ரேல் இன்ஸ்டிடியூட் ஆப் டெக்னாலஜியின் ஆராய்ச்சியாளர்கள் ஒரு ஒத்திசைவான கட்டுப்பாட்டு சுழற்சியை உருவாக்கியுள்ளனர்.ஆப்டிகல் லேசர்ஒற்றை அணு அடுக்கு அடிப்படையில். ஒற்றை அணு அடுக்கு மற்றும் கிடைமட்டமாக கட்டுப்படுத்தப்பட்ட ஃபோட்டானிக் சுழல் லட்டு ஆகியவற்றுக்கு இடையேயான ஒத்திசைவான சுழல்-சார்ந்த தொடர்பு மூலம் இந்த கண்டுபிடிப்பு சாத்தியமானது.
முடிவு, நேச்சர் மெட்டீரியல்ஸில் வெளியிடப்பட்டது மற்றும் அதன் ஆராய்ச்சி சுருக்கத்தில் சிறப்பிக்கப்பட்டது, கிளாசிக்கல் மற்றும் ஸ்பின் தொடர்பான நிகழ்வுகளின் ஒத்திசைவான ஆய்வுக்கு வழி வகுக்கிறது.குவாண்டம் அமைப்புகள், மற்றும் ஆப்டோ எலக்ட்ரானிக் சாதனங்களில் எலக்ட்ரான் மற்றும் ஃபோட்டான் ஸ்பின் ஆகியவற்றின் அடிப்படை ஆராய்ச்சி மற்றும் பயன்பாடுகளுக்கான புதிய வழிகளைத் திறக்கிறது. ஸ்பின் ஆப்டிகல் மூலமானது ஃபோட்டான் பயன்முறையை எலக்ட்ரான் மாற்றத்துடன் ஒருங்கிணைக்கிறது, இது எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் ஃபோட்டான்களுக்கு இடையே சுழல் தகவல் பரிமாற்றத்தைப் படிப்பதற்கும் மேம்பட்ட ஆப்டோ எலக்ட்ரானிக் சாதனங்களை உருவாக்குவதற்கும் ஒரு முறையை வழங்குகிறது.

ஸ்பின் வேலி ஆப்டிகல் மைக்ரோ கேவிட்டிகள் ஃபோட்டானிக் சுழல் லட்டுகளை தலைகீழ் சமச்சீரற்ற தன்மை (மஞ்சள் மையப் பகுதி) மற்றும் தலைகீழ் சமச்சீர் (சியான் உறைப்பூச்சு பகுதி) ஆகியவற்றுடன் இடைமுகப்படுத்துவதன் மூலம் கட்டமைக்கப்படுகின்றன.
இந்த ஆதாரங்களை உருவாக்குவதற்கு, ஃபோட்டான் அல்லது எலக்ட்ரான் பகுதியில் இரண்டு எதிர் சுழல் நிலைகளுக்கு இடையே உள்ள சுழல் சிதைவை நீக்குவது ஒரு முன்நிபந்தனையாகும். ஃபாரடே அல்லது ஜீமன் விளைவின் கீழ் காந்தப்புலத்தைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் இது பொதுவாக அடையப்படுகிறது, இருப்பினும் இந்த முறைகளுக்கு பொதுவாக வலுவான காந்தப்புலம் தேவைப்படுகிறது மற்றும் மைக்ரோசோர்ஸை உருவாக்க முடியாது. மற்றொரு நம்பிக்கைக்குரிய அணுகுமுறை ஒரு வடிவியல் கேமரா அமைப்பை அடிப்படையாகக் கொண்டது, இது ஒரு செயற்கை காந்தப்புலத்தைப் பயன்படுத்தி உந்த விண்வெளியில் ஃபோட்டான்களின் சுழல்-பிளவு நிலைகளை உருவாக்குகிறது.
துரதிர்ஷ்டவசமாக, ஸ்பின் பிளவு நிலைகளின் முந்தைய அவதானிப்புகள் குறைந்த வெகுஜன காரணி பரப்புதல் முறைகளை பெரிதும் நம்பியுள்ளன, இது ஆதாரங்களின் இடஞ்சார்ந்த மற்றும் தற்காலிக ஒத்திசைவின் மீது பாதகமான தடைகளை விதிக்கிறது. பிளாக்கி லேசர்-ஆதாயப் பொருட்களின் சுழல்-கட்டுப்படுத்தப்பட்ட தன்மையால் இந்த அணுகுமுறை தடைபடுகிறது, இது செயலில் கட்டுப்படுத்த எளிதாகப் பயன்படுத்த முடியாது அல்லது பயன்படுத்த முடியாது.ஒளி ஆதாரங்கள், குறிப்பாக அறை வெப்பநிலையில் காந்தப்புலங்கள் இல்லாத நிலையில்.
உயர்-கியூ சுழல்-பிளவு நிலைகளை அடைய, ஆராய்ச்சியாளர்கள் வெவ்வேறு சமச்சீர்நிலைகளுடன் ஃபோட்டானிக் சுழல் லட்டுகளை உருவாக்கினர், இதில் தலைகீழ் சமச்சீரற்ற ஒரு கோர் மற்றும் ஒரு WS2 ஒற்றை அடுக்குடன் ஒருங்கிணைக்கப்பட்ட தலைகீழ் சமச்சீர் உறை ஆகியவை பக்கவாட்டாக கட்டுப்படுத்தப்பட்ட சுழல் பள்ளத்தாக்குகளை உருவாக்குகின்றன. ஆராய்ச்சியாளர்களால் பயன்படுத்தப்படும் அடிப்படை தலைகீழ் சமச்சீரற்ற லட்டு இரண்டு முக்கிய பண்புகளைக் கொண்டுள்ளது.
கட்டுப்படுத்தக்கூடிய சுழல்-சார்ந்த பரஸ்பர லட்டு திசையன், அவற்றால் ஆன பன்முக அனிசோட்ரோபிக் நானோபோரஸின் வடிவியல் கட்ட இட மாறுபாட்டால் ஏற்படுகிறது. இந்த திசையன் சுழல் சிதைவு பட்டையை உந்த இடத்தில் இரண்டு சுழல்-துருவப்படுத்தப்பட்ட கிளைகளாகப் பிரிக்கிறது, இது ஃபோட்டானிக் ரஷ்பெர்க் விளைவு என அழைக்கப்படுகிறது.
தொடர்ச்சியில் ஒரு ஜோடி உயர் Q சமச்சீர் (பாதி) பிணைப்பு நிலைகள், அதாவது ±K (பிரில்லூயின் பேண்ட் ஆங்கிள்) ஃபோட்டான் சுழல் பள்ளத்தாக்குகள் சுழல் பிளக்கும் கிளைகளின் விளிம்பில், சம அலைவீச்சுகளின் ஒத்திசைவான சூப்பர்போசிஷனை உருவாக்குகின்றன.
பேராசிரியர் கோரன் குறிப்பிட்டார்: "WS2 மோனோலைடுகளை ஆதாயப் பொருளாகப் பயன்படுத்தினோம், ஏனெனில் இந்த நேரடி பேண்ட்-இடை மாற்றம் உலோக டிஸல்பைடு ஒரு தனித்துவமான பள்ளத்தாக்கு போலி-சுழற்சியைக் கொண்டுள்ளது மற்றும் பள்ளத்தாக்கு எலக்ட்ரான்களில் ஒரு மாற்று தகவல் கேரியராக விரிவாக ஆய்வு செய்யப்பட்டுள்ளது. குறிப்பாக, அவற்றின் ±K 'பள்ளத்தாக்கு எக்ஸிடான்கள் (பிளானர் சுழல்-துருவப்படுத்தப்பட்ட இருமுனை உமிழ்ப்பான்கள் வடிவில் கதிர்வீச்சு) பள்ளத்தாக்கு ஒப்பீட்டுத் தேர்வு விதிகளின்படி சுழல்-துருவப்படுத்தப்பட்ட ஒளி மூலம் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட உற்சாகப்படுத்தப்படலாம், இதனால் காந்தம் இல்லாத சுழல் செயலில் கட்டுப்படுத்தப்படுகிறது.ஒளியியல் மூல.
ஒற்றை அடுக்கு ஒருங்கிணைக்கப்பட்ட சுழல் பள்ளத்தாக்கு நுண்குழியில், ±K 'பள்ளத்தாக்கு எக்ஸிடான்கள் ±K சுழல் பள்ளத்தாக்கு நிலைக்கு துருவமுனைப்பு பொருத்தம் மூலம் இணைக்கப்படுகின்றன, மேலும் அறை வெப்பநிலையில் ஸ்பின் எக்ஸிடான் லேசர் வலுவான ஒளி பின்னூட்டத்தால் உணரப்படுகிறது. அதே நேரத்தில், திலேசர்பொறிமுறையானது ஆரம்பத்தில் கட்ட-சுயாதீனமான ±K 'பள்ளத்தாக்கு எக்ஸிடான்களை அமைப்பின் குறைந்தபட்ச இழப்பு நிலையைக் கண்டறியவும், ±K சுழல் பள்ளத்தாக்கிற்கு எதிரே உள்ள வடிவியல் கட்டத்தின் அடிப்படையில் லாக்-இன் தொடர்பை மீண்டும் நிறுவவும் செய்கிறது.
இந்த லேசர் பொறிமுறையால் இயக்கப்படும் பள்ளத்தாக்கு ஒத்திசைவு, இடைப்பட்ட சிதறலின் குறைந்த வெப்பநிலையை அடக்குவதற்கான தேவையை நீக்குகிறது. கூடுதலாக, ராஷ்பா மோனோலேயர் லேசரின் குறைந்தபட்ச இழப்பு நிலையை நேரியல் (வட்ட) பம்ப் போலரைசேஷன் மூலம் மாற்றியமைக்க முடியும், இது லேசர் தீவிரம் மற்றும் இடஞ்சார்ந்த ஒத்திசைவைக் கட்டுப்படுத்த ஒரு வழியை வழங்குகிறது.
பேராசிரியர் ஹாஸ்மன் விளக்குகிறார்: “வெளிப்படுத்தப்பட்டதுஃபோட்டானிக்சுழல் பள்ளத்தாக்கு ரஷ்பா விளைவு மேற்பரப்பு-உமிழும் சுழல் ஒளியியல் மூலங்களை உருவாக்குவதற்கான ஒரு பொதுவான வழிமுறையை வழங்குகிறது. ஒற்றை அடுக்கு ஒருங்கிணைந்த சுழல் பள்ளத்தாக்கு நுண்குழியில் நிரூபிக்கப்பட்ட பள்ளத்தாக்கு ஒத்திசைவானது, குவிட்ஸ் வழியாக ±K 'பள்ளத்தாக்கு எக்ஸிடான்களுக்கு இடையில் குவாண்டம் தகவல் சிக்கலை அடைவதற்கு ஒரு படி மேலே கொண்டு வருகிறது.
நீண்ட காலமாக, எங்கள் குழு மின்காந்த அலைகளின் நடத்தையைக் கட்டுப்படுத்துவதற்கு ஃபோட்டான் ஸ்பின் ஒரு பயனுள்ள கருவியாகப் பயன்படுத்தி, சுழல் ஒளியியலை உருவாக்கி வருகிறது. 2018 ஆம் ஆண்டில், இரு பரிமாணப் பொருட்களில் பள்ளத்தாக்கு போலி-சுழற்சியால் ஈர்க்கப்பட்டு, காந்தப்புலங்கள் இல்லாத நிலையில் அணு-அளவிலான ஸ்பின் ஆப்டிகல் மூலங்களின் செயலில் கட்டுப்பாட்டை ஆராய்வதற்கான நீண்ட கால திட்டத்தை நாங்கள் தொடங்கினோம். ஒரு பள்ளத்தாக்கு எக்ஸிடானிலிருந்து ஒத்திசைவான வடிவியல் கட்டத்தைப் பெறுவதில் உள்ள சிக்கலைத் தீர்க்க, உள்ளூர் அல்லாத பெர்ரி கட்ட குறைபாடு மாதிரியைப் பயன்படுத்துகிறோம்.
இருப்பினும், எக்ஸிடான்களுக்கு இடையே ஒரு வலுவான ஒத்திசைவு பொறிமுறை இல்லாததால், அடையப்பட்ட ரஷுபா ஒற்றை அடுக்கு ஒளி மூலத்தில் பல பள்ளத்தாக்கு எக்ஸிடான்களின் அடிப்படை ஒத்திசைவான சூப்பர்போசிஷன் தீர்க்கப்படாமல் உள்ளது. உயர் Q ஃபோட்டான்களின் ரஷுபா மாதிரியைப் பற்றி சிந்திக்க இந்தப் பிரச்சனை நம்மைத் தூண்டுகிறது. புதிய இயற்பியல் முறைகளைப் புதுப்பித்த பிறகு, இந்தத் தாளில் விவரிக்கப்பட்டுள்ள ரஷுபா ஒற்றை அடுக்கு லேசரை நாங்கள் செயல்படுத்தியுள்ளோம்.
இந்த சாதனை கிளாசிக்கல் மற்றும் குவாண்டம் துறைகளில் ஒத்திசைவான சுழல் தொடர்பு நிகழ்வுகள் பற்றிய ஆய்வுக்கு வழி வகுக்கிறது, மேலும் ஸ்பின்ட்ரோனிக் மற்றும் ஃபோட்டானிக் ஆப்டோ எலக்ட்ரானிக் சாதனங்களின் அடிப்படை ஆராய்ச்சி மற்றும் பயன்பாட்டிற்கான புதிய வழியைத் திறக்கிறது.