ஆப்டோ எலக்ட்ரானிக் சாதனங்களின் புதிய உலகம்

ஒரு புதிய உலகம்ஆப்டோ எலக்ட்ரானிக் சாதனங்கள்

டெக்னியன்-இஸ்ரேல் இன்ஸ்டிடியூட் ஆப் டெக்னாலஜி ஆராய்ச்சியாளர்கள் ஒத்திசைவாக கட்டுப்படுத்தப்பட்ட சுழற்சியை உருவாக்கியுள்ளனர்ஆப்டிகல் லேசர்ஒற்றை அணு அடுக்கை அடிப்படையாகக் கொண்டது. இந்த கண்டுபிடிப்பு ஒரு அணு அடுக்கு மற்றும் கிடைமட்டமாக கட்டுப்படுத்தப்பட்ட ஃபோட்டானிக் ஸ்பின் லட்டு ஆகியவற்றுக்கு இடையேயான ஒரு ஒத்திசைவான சுழல்-சார்ந்த தொடர்பு மூலம் சாத்தியமானது, இது தொடர்ச்சியாக பிணைக்கப்பட்ட மாநிலங்களின் ஃபோட்டான்களின் ரஷாபா-வகை ஸ்பின் ஸ்பின் மூலம் உயர்-கியூ ஸ்பின் பள்ளத்தாக்கை ஆதரிக்கிறது.
இதன் விளைவாக, நேச்சர் மெட்டீரியல்ஸில் வெளியிடப்பட்ட மற்றும் அதன் ஆராய்ச்சி சுருக்கத்தில் முன்னிலைப்படுத்தப்பட்டது, கிளாசிக்கல் மற்றும் ஒத்திசைவான சுழல் தொடர்பான நிகழ்வுகளைப் படிப்பதற்கு வழி வகுக்கிறதுகுவாண்டம் அமைப்புகள், மற்றும் ஆப்டோ எலக்ட்ரானிக் சாதனங்களில் எலக்ட்ரான் மற்றும் ஃபோட்டான் ஸ்பின்ஸின் அடிப்படை ஆராய்ச்சி மற்றும் பயன்பாடுகளுக்கான புதிய வழிகளைத் திறக்கிறது. ஸ்பின் ஆப்டிகல் மூலமானது ஃபோட்டான் பயன்முறையை எலக்ட்ரான் மாற்றத்துடன் ஒருங்கிணைக்கிறது, இது எலக்ட்ரான்களுக்கும் ஃபோட்டான்களுக்கும் இடையில் சுழல் தகவல் பரிமாற்றத்தைப் படிப்பதற்கும் மேம்பட்ட ஆப்டோ எலக்ட்ரானிக் சாதனங்களை உருவாக்குவதற்கும் ஒரு முறையை வழங்குகிறது.

தலைகீழ் சமச்சீரற்ற தன்மை (மஞ்சள் கோர் பகுதி) மற்றும் தலைகீழ் சமச்சீர் (சியான் உறைப்பூச்சு பகுதி) ஆகியவற்றுடன் ஃபோட்டானிக் ஸ்பின் லட்டுகளை இடைமுகப்படுத்துவதன் மூலம் ஸ்பின் வேலி ஆப்டிகல் மைக்ரோகாவிட்டிகள் கட்டப்படுகின்றன.
இந்த ஆதாரங்களை உருவாக்குவதற்காக, ஃபோட்டான் அல்லது எலக்ட்ரான் பகுதியில் இரண்டு எதிர் சுழல் நிலைகளுக்கு இடையிலான சுழல் சீரழிவை அகற்றுவதே ஒரு முன்நிபந்தனை. இது வழக்கமாக ஒரு ஃபாரடே அல்லது ஜீமன் விளைவின் கீழ் ஒரு காந்தப்புலத்தைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் அடையப்படுகிறது, இருப்பினும் இந்த முறைகள் வழக்கமாக வலுவான காந்தப்புலம் தேவைப்படுகின்றன மற்றும் மைக்ரோ சோர்ஸை உருவாக்க முடியாது. மற்றொரு நம்பிக்கைக்குரிய அணுகுமுறை ஒரு வடிவியல் கேமரா அமைப்பை அடிப்படையாகக் கொண்டது, இது ஒரு செயற்கை காந்தப்புலத்தைப் பயன்படுத்துகிறது, இது வேகமான இடத்தில் ஃபோட்டான்களின் சுழல்-பிளவு நிலைகளை உருவாக்குகிறது.
துரதிர்ஷ்டவசமாக, ஸ்பின் பிளவு நிலைகளின் முந்தைய அவதானிப்புகள் குறைந்த வெகுஜன காரணி பரப்புதல் முறைகளை பெரிதும் நம்பியுள்ளன, இது மூலங்களின் இடஞ்சார்ந்த மற்றும் தற்காலிக ஒத்திசைவுக்கு மோசமான தடைகளை விதிக்கிறது. இந்த அணுகுமுறை தடுப்பு லேசர்-ஆதாய பொருட்களின் சுழல் கட்டுப்படுத்தப்பட்ட தன்மையால் தடைபடுகிறது, இது தீவிரமாக கட்டுப்படுத்த எளிதாக பயன்படுத்த முடியாது அல்லது பயன்படுத்த முடியாதுஒளி மூலங்கள், குறிப்பாக அறை வெப்பநிலையில் காந்தப்புலங்கள் இல்லாத நிலையில்.
உயர்-கியூ ஸ்பின்-பிரிக்கும் நிலைகளை அடைய, ஆராய்ச்சியாளர்கள் வெவ்வேறு சமச்சீர்களுடன் ஃபோட்டானிக் ஸ்பின் லட்டுகளை உருவாக்கினர், இதில் தலைகீழ் சமச்சீரற்ற தன்மையுடன் ஒரு மையமும், WS2 ஒற்றை அடுக்குடன் ஒருங்கிணைக்கப்பட்ட தலைகீழ் சமச்சீர் உறை, பக்கவாட்டாக கட்டுப்படுத்தப்பட்ட சுழல் பள்ளத்தாக்குகளை உருவாக்கியது. ஆராய்ச்சியாளர்கள் பயன்படுத்தும் அடிப்படை தலைகீழ் சமச்சீரற்ற லட்டு இரண்டு முக்கியமான பண்புகளைக் கொண்டுள்ளது.
கட்டுப்படுத்தக்கூடிய சுழல்-சார்ந்த பரஸ்பர லட்டு திசையன், அவற்றைக் கொண்ட பன்முக அனிசோட்ரோபிக் நானோபோரஸின் வடிவியல் கட்ட விண்வெளி மாறுபாடு காரணமாக ஏற்படுகிறது. இந்த திசையன் ஸ்பின் சிதைவு இசைக்குழுவை வேகமான இடத்தில் இரண்டு சுழல்-துருவப்படுத்தப்பட்ட கிளைகளாகப் பிரிக்கிறது, இது ஃபோட்டானிக் ரஷ்பெர்க் விளைவு என அழைக்கப்படுகிறது.
தொடர்ச்சியாக ஒரு ஜோடி உயர் q சமச்சீர் (அரை) கட்டுப்பட்ட நிலைகள், அதாவது ± k (பிரில்லூயின் பேண்ட் கோணம்) ஃபோட்டான் ஸ்பின் பள்ளத்தாக்குகள் சுழல் பிளவுபடுத்தும் கிளைகளின் விளிம்பில், சம வீச்சுகளின் ஒத்திசைவான சூப்பர் போசிஷனை உருவாக்குகின்றன.
பேராசிரியர் கோரன் குறிப்பிட்டார்: “நாங்கள் WS2 மோனோலைடுகளை ஆதாயப் பொருளாகப் பயன்படுத்தினோம், ஏனெனில் இந்த நேரடி இசைக்குழு-இடைவெளி மாற்றம் மெட்டல் டிஸல்பைடு ஒரு தனித்துவமான பள்ளத்தாக்கு சூடோ-ஸ்பின் உள்ளது மற்றும் பள்ளத்தாக்கு எலக்ட்ரான்களில் மாற்று தகவல் கேரியராக விரிவாக ஆய்வு செய்யப்பட்டுள்ளது. குறிப்பாக, அவற்றின் ± K 'பள்ளத்தாக்கு எக்ஸிடான்கள் (அவை பிளானர் ஸ்பின்-துருவப்படுத்தப்பட்ட இருமுனை உமிழ்ப்பாளர்களின் வடிவத்தில் கதிர்வீச்சு செய்கின்றன) பள்ளத்தாக்கு ஒப்பீட்டு தேர்வு விதிகளின்படி சுழல்-துருவப்படுத்தப்பட்ட ஒளியால் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்டவை, இதனால் காந்த ரீதியாக இலவச சுழற்சியை தீவிரமாக கட்டுப்படுத்துகிறதுஒளியியல் மூல.
ஒற்றை அடுக்கு ஒருங்கிணைந்த ஸ்பின் பள்ளத்தாக்கு மைக்ரோ கேண்டியில், ± கே 'பள்ளத்தாக்கு எக்ஸிடான்கள் துருவமுனைப்பு பொருத்தம் மூலம் ± கே ஸ்பின் பள்ளத்தாக்கு நிலையுடன் இணைக்கப்படுகின்றன, மேலும் அறை வெப்பநிலையில் ஸ்பின் எக்ஸிடான் லேசர் வலுவான ஒளி பின்னூட்டத்தால் உணரப்படுகிறது. அதே நேரத்தில், திலேசர்கணினியின் குறைந்தபட்ச இழப்பு நிலையைக் கண்டறிய ஆரம்பத்தில் கட்ட-சுயாதீனமான ± K 'பள்ளத்தாக்கு எக்ஸிடான்களை பொறிமுறையாக்குகிறது மற்றும் ± K ஸ்பின் பள்ளத்தாக்குக்கு எதிரே உள்ள வடிவியல் கட்டத்தின் அடிப்படையில் பூட்டு-தொடர்பு தொடர்பை மீண்டும் நிறுவுகிறது.
இந்த லேசர் பொறிமுறையால் இயக்கப்படும் பள்ளத்தாக்கு ஒத்திசைவு இடைப்பட்ட சிதறலை குறைந்த வெப்பநிலை அடக்குவதற்கான தேவையை நீக்குகிறது. கூடுதலாக, ரஷ்பா மோனோலேயர் லேசரின் குறைந்தபட்ச இழப்பு நிலையை நேரியல் (வட்ட) பம்ப் துருவமுனைப்பால் மாற்றியமைக்க முடியும், இது லேசர் தீவிரம் மற்றும் இடஞ்சார்ந்த ஒத்திசைவைக் கட்டுப்படுத்த ஒரு வழியை வழங்குகிறது. ”
பேராசிரியர் ஹஸ்மேன் விளக்குகிறார்: “வெளிப்படுத்தப்பட்டதுஃபோட்டானிக்ஸ்பின் வேலி ரஷ்பா விளைவு மேற்பரப்பு-உமிழும் ஸ்பின் ஆப்டிகல் மூலங்களை உருவாக்குவதற்கான ஒரு பொதுவான வழிமுறையை வழங்குகிறது. ஒற்றை அடுக்கு ஒருங்கிணைந்த ஸ்பின் பள்ளத்தாக்கு மைக்ரோ கேண்டியில் நிரூபிக்கப்பட்ட பள்ளத்தாக்கு ஒத்திசைவு ± கே 'பள்ளத்தாக்கு எக்ஸிடான்களுக்கு இடையில் குவியிட்ஸ் வழியாக குவாண்டம் தகவல்களை அடைவதற்கு ஒரு படி மேலே கொண்டு வருகிறது.
நீண்ட காலமாக, எங்கள் குழு ஸ்பின் ஒளியியலை உருவாக்கி வருகிறது, மின்காந்த அலைகளின் நடத்தையைக் கட்டுப்படுத்த ஃபோட்டான் ஸ்பின் ஒரு சிறந்த கருவியாகப் பயன்படுத்துகிறது. 2018 ஆம் ஆண்டில், இரு பரிமாணப் பொருட்களில் பள்ளத்தாக்கு போலி-சுழற்சியால் சதி செய்த நாங்கள், காந்தப்புலங்கள் இல்லாத நிலையில் அணு-அளவிலான சுழல் ஆப்டிகல் மூலங்களின் செயலில் கட்டுப்பாட்டை ஆராய ஒரு நீண்டகால திட்டத்தைத் தொடங்கினோம். ஒற்றை பள்ளத்தாக்கு எக்ஸிடானில் இருந்து ஒத்திசைவான வடிவியல் கட்டத்தைப் பெறுவதில் சிக்கலைத் தீர்க்க உள்ளூர் அல்லாத பெர்ரி கட்ட குறைபாடு மாதிரியைப் பயன்படுத்துகிறோம்.
இருப்பினும், எக்ஸிடான்களுக்கு இடையில் ஒரு வலுவான ஒத்திசைவு பொறிமுறையின்மை காரணமாக, ரஷுபா ஒற்றை அடுக்கு ஒளி மூலத்தில் பல பள்ளத்தாக்கு எக்ஸிடான்களின் அடிப்படை ஒத்திசைவான சூப்பர் போசிஷன் தீர்க்கப்படவில்லை. இந்த சிக்கல் உயர் Q ஃபோட்டான்களின் ரஷுபா மாதிரியைப் பற்றி சிந்திக்க தூண்டுகிறது. புதிய இயற்பியல் முறைகளை கண்டுபிடித்த பிறகு, இந்த ஆய்வறிக்கையில் விவரிக்கப்பட்டுள்ள ரஷுபா ஒற்றை அடுக்கு லேசரை நாங்கள் செயல்படுத்தியுள்ளோம். ”
இந்த சாதனை கிளாசிக்கல் மற்றும் குவாண்டம் துறைகளில் ஒத்திசைவான சுழல் தொடர்பு நிகழ்வுகளைப் படிப்பதற்கு வழிவகுக்கிறது, மேலும் ஸ்பின்ட்ரோனிக் மற்றும் ஃபோட்டானிக் ஆப்டோ எலக்ட்ரானிக் சாதனங்களின் அடிப்படை ஆராய்ச்சி மற்றும் பயன்பாட்டிற்கான புதிய வழியைத் திறக்கிறது.