ஆப்டோ எலக்ட்ரானிக் சாதனங்களின் புதிய உலகம்

ஒரு புதிய உலகம்ஆப்டோ எலக்ட்ரானிக் சாதனங்கள்

டெக்னியன்-இஸ்ரேல் தொழில்நுட்ப நிறுவனத்தின் ஆராய்ச்சியாளர்கள், ஒத்திசைவாக கட்டுப்படுத்தப்பட்ட சுழற்சியை உருவாக்கியுள்ளனர்.ஒளியியல் லேசர்ஒற்றை அணு அடுக்கை அடிப்படையாகக் கொண்டது. இந்த கண்டுபிடிப்பு ஒரு ஒற்றை அணு அடுக்குக்கும் கிடைமட்டமாக கட்டுப்படுத்தப்பட்ட ஃபோட்டானிக் சுழல் லேட்டிஸுக்கும் இடையிலான ஒத்திசைவான சுழல் சார்ந்த தொடர்பு மூலம் சாத்தியமானது, இது தொடர்ச்சியில் பிணைக்கப்பட்ட நிலைகளின் ஃபோட்டான்களின் ரஷாபா வகை சுழல் பிரிப்பு மூலம் உயர்-Q சுழல் பள்ளத்தாக்கை ஆதரிக்கிறது.
நேச்சர் மெட்டீரியல்ஸில் வெளியிடப்பட்டு அதன் ஆராய்ச்சி சுருக்கத்தில் சிறப்பிக்கப்பட்டுள்ள இதன் முடிவு, பாரம்பரிய மற்றும்குவாண்டம் அமைப்புகள், மற்றும் ஆப்டோ எலக்ட்ரானிக் சாதனங்களில் எலக்ட்ரான் மற்றும் ஃபோட்டான் சுழற்சியின் அடிப்படை ஆராய்ச்சி மற்றும் பயன்பாடுகளுக்கான புதிய வழிகளைத் திறக்கிறது. சுழல் ஒளியியல் மூலமானது ஃபோட்டான் பயன்முறையை எலக்ட்ரான் மாற்றத்துடன் இணைக்கிறது, இது எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் ஃபோட்டான்களுக்கு இடையிலான சுழல் தகவல் பரிமாற்றத்தைப் படிப்பதற்கும் மேம்பட்ட ஆப்டோ எலக்ட்ரானிக் சாதனங்களை உருவாக்குவதற்கும் ஒரு முறையை வழங்குகிறது.

சுழல் பள்ளத்தாக்கு ஒளியியல் நுண்குழிகள், ஃபோட்டானிக் சுழல் லேட்டிஸ்களை தலைகீழ் சமச்சீரற்ற தன்மை (மஞ்சள் மையப் பகுதி) மற்றும் தலைகீழ் சமச்சீர்மை (சியான் உறைப்பூச்சுப் பகுதி) ஆகியவற்றுடன் இடைமுகப்படுத்துவதன் மூலம் கட்டமைக்கப்படுகின்றன.
இந்த மூலங்களை உருவாக்க, ஃபோட்டான் அல்லது எலக்ட்ரான் பகுதியில் இரண்டு எதிர் சுழல் நிலைகளுக்கு இடையிலான சுழல் சிதைவை நீக்குவது ஒரு முன்நிபந்தனையாகும். இது பொதுவாக ஃபாரடே அல்லது ஜீமன் விளைவின் கீழ் ஒரு காந்தப்புலத்தைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் அடையப்படுகிறது, இருப்பினும் இந்த முறைகளுக்கு பொதுவாக ஒரு வலுவான காந்தப்புலம் தேவைப்படுகிறது மற்றும் ஒரு நுண்ணிய மூலத்தை உருவாக்க முடியாது. மற்றொரு நம்பிக்கைக்குரிய அணுகுமுறை, உந்த இடத்தில் ஃபோட்டான்களின் சுழல்-பிளவு நிலைகளை உருவாக்க ஒரு செயற்கை காந்தப்புலத்தைப் பயன்படுத்தும் வடிவியல் கேமரா அமைப்பை அடிப்படையாகக் கொண்டது.
துரதிர்ஷ்டவசமாக, சுழல் பிளவு நிலைகளின் முந்தைய அவதானிப்புகள் குறைந்த நிறை காரணி பரவல் முறைகளை பெரிதும் நம்பியுள்ளன, அவை மூலங்களின் இடஞ்சார்ந்த மற்றும் தற்காலிக ஒத்திசைவில் பாதகமான கட்டுப்பாடுகளை விதிக்கின்றன. இந்த அணுகுமுறை தடுப்பு லேசர்-ஆதாயப் பொருட்களின் சுழல்-கட்டுப்படுத்தப்பட்ட தன்மையால் தடைபடுகிறது, இதை தீவிரமாகக் கட்டுப்படுத்த எளிதாகப் பயன்படுத்த முடியாது அல்லது பயன்படுத்த முடியாது.ஒளி மூலங்கள், குறிப்பாக அறை வெப்பநிலையில் காந்தப்புலங்கள் இல்லாத நிலையில்.
உயர்-Q சுழல்-பிரிப்பு நிலைகளை அடைய, ஆராய்ச்சியாளர்கள் பக்கவாட்டு கட்டுப்படுத்தப்பட்ட சுழல் பள்ளத்தாக்குகளை உருவாக்க, தலைகீழ் சமச்சீரற்ற தன்மையுடன் கூடிய ஒரு மையத்தையும், WS2 ஒற்றை அடுக்குடன் ஒருங்கிணைக்கப்பட்ட தலைகீழ் சமச்சீர் உறையையும் உள்ளடக்கிய வெவ்வேறு சமச்சீர்மைகளுடன் கூடிய ஃபோட்டானிக் சுழல் லட்டுகளை உருவாக்கினர். ஆராய்ச்சியாளர்களால் பயன்படுத்தப்படும் அடிப்படை தலைகீழ் சமச்சீரற்ற லட்டு இரண்டு முக்கியமான பண்புகளைக் கொண்டுள்ளது.
கட்டுப்படுத்தக்கூடிய சுழல் சார்ந்த பரஸ்பர லட்டு திசையன், அவற்றால் ஆன பன்முகத்தன்மை கொண்ட அனிசோட்ரோபிக் நானோபோரஸின் வடிவியல் கட்ட இட மாறுபாட்டால் ஏற்படுகிறது. இந்த திசையன் சுழல் சிதைவு பட்டையை உந்த இடத்தில் இரண்டு சுழல்-துருவப்படுத்தப்பட்ட கிளைகளாகப் பிரிக்கிறது, இது ஃபோட்டானிக் ரஷ்பெர்க் விளைவு என்று அழைக்கப்படுகிறது.
தொடர்ச்சியில் ஒரு ஜோடி உயர் Q சமச்சீர் (குவாசி) பிணைப்பு நிலைகள், அதாவது சுழல் பிரிக்கும் கிளைகளின் விளிம்பில் உள்ள ±K (பிரில்லூயின் பேண்ட் ஆங்கிள்) ஃபோட்டான் சுழல் பள்ளத்தாக்குகள், சம வீச்சுகளின் ஒத்திசைவான மேற்நிலையை உருவாக்குகின்றன.
பேராசிரியர் கோரன் குறிப்பிட்டார்: "இந்த நேரடி பட்டை-இடைவெளி மாற்ற உலோக டைசல்பைடு ஒரு தனித்துவமான பள்ளத்தாக்கு போலி-சுழற்சியைக் கொண்டிருப்பதாலும், பள்ளத்தாக்கு எலக்ட்ரான்களில் ஒரு மாற்று தகவல் கேரியராக விரிவாக ஆய்வு செய்யப்பட்டுள்ளதாலும், WS2 மோனோலைடுகளை ஆதாயப் பொருளாகப் பயன்படுத்தினோம். குறிப்பாக, அவற்றின் ±K 'பள்ளத்தாக்கு எக்ஸிடான்கள் (பிளானர் சுழல்-துருவப்படுத்தப்பட்ட இருமுனை உமிழ்ப்பான்களின் வடிவத்தில் கதிர்வீச்சு) பள்ளத்தாக்கு ஒப்பீட்டுத் தேர்வு விதிகளின்படி சுழல்-துருவப்படுத்தப்பட்ட ஒளியால் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட முறையில் தூண்டப்படலாம், இதனால் காந்த ரீதியாக இலவச சுழற்சியை தீவிரமாகக் கட்டுப்படுத்துகிறது.ஒளியியல் மூலம்.
ஒற்றை அடுக்கு ஒருங்கிணைந்த சுழல் பள்ளத்தாக்கு நுண்குழியில், ±K 'பள்ளத்தாக்கு எக்ஸிடான்கள் துருவமுனைப்பு பொருத்தம் மூலம் ±K சுழல் பள்ளத்தாக்கு நிலைக்கு இணைக்கப்படுகின்றன, மேலும் அறை வெப்பநிலையில் சுழல் எக்ஸிடான் லேசர் வலுவான ஒளி பின்னூட்டத்தால் உணரப்படுகிறது. அதே நேரத்தில்,லேசர்அமைப்பின் குறைந்தபட்ச இழப்பு நிலையைக் கண்டறியவும், ±K சுழல் பள்ளத்தாக்கிற்கு எதிரே உள்ள வடிவியல் கட்டத்தின் அடிப்படையில் பூட்டு-இன் தொடர்பை மீண்டும் நிறுவவும், பொறிமுறையானது ஆரம்பத்தில் கட்ட-சுயாதீன ±K 'பள்ளத்தாக்கு எக்ஸிடான்களை இயக்குகிறது.
இந்த லேசர் பொறிமுறையால் இயக்கப்படும் பள்ளத்தாக்கு ஒத்திசைவு, இடைப்பட்ட சிதறலை குறைந்த வெப்பநிலையில் அடக்குவதற்கான தேவையை நீக்குகிறது. கூடுதலாக, ரஷ்பா மோனோலேயர் லேசரின் குறைந்தபட்ச இழப்பு நிலையை நேரியல் (வட்ட) பம்ப் துருவமுனைப்பு மூலம் மாற்றியமைக்க முடியும், இது லேசர் தீவிரம் மற்றும் இடஞ்சார்ந்த ஒத்திசைவைக் கட்டுப்படுத்த ஒரு வழியை வழங்குகிறது.
பேராசிரியர் ஹாஸ்மேன் விளக்குகிறார்: “வெளிப்படுத்தப்பட்டவைஃபோட்டானிக்சுழல் பள்ளத்தாக்கு ரஷ்பா விளைவு மேற்பரப்பு-உமிழும் சுழல் ஒளியியல் மூலங்களை உருவாக்குவதற்கான ஒரு பொதுவான வழிமுறையை வழங்குகிறது. ஒற்றை-அடுக்கு ஒருங்கிணைந்த சுழல் பள்ளத்தாக்கு நுண்குழியில் நிரூபிக்கப்பட்ட பள்ளத்தாக்கு ஒத்திசைவு, குவிட்கள் வழியாக ±K 'பள்ளத்தாக்கு எக்ஸிடான்களுக்கு இடையில் குவாண்டம் தகவல் சிக்கலை அடைவதற்கு ஒரு படி நெருக்கமாக நம்மைக் கொண்டுவருகிறது.
நீண்ட காலமாக, எங்கள் குழு மின்காந்த அலைகளின் நடத்தையைக் கட்டுப்படுத்த ஃபோட்டான் சுழற்சியை ஒரு பயனுள்ள கருவியாகப் பயன்படுத்தி சுழல் ஒளியியலை உருவாக்கி வருகிறது. 2018 ஆம் ஆண்டில், இரு பரிமாணப் பொருட்களில் பள்ளத்தாக்கு போலி-சுழற்சியால் ஆர்வமடைந்து, காந்தப்புலங்கள் இல்லாத நிலையில் அணு அளவிலான சுழல் ஒளியியல் மூலங்களின் செயலில் கட்டுப்பாட்டை ஆராய ஒரு நீண்டகால திட்டத்தைத் தொடங்கினோம். ஒற்றை பள்ளத்தாக்கு எக்ஸிடானிலிருந்து ஒத்திசைவான வடிவியல் கட்டத்தைப் பெறுவதில் உள்ள சிக்கலைத் தீர்க்க, உள்ளூர் அல்லாத பெர்ரி கட்டக் குறைபாடு மாதிரியைப் பயன்படுத்துகிறோம்.
இருப்பினும், எக்ஸிடான்களுக்கு இடையில் ஒரு வலுவான ஒத்திசைவு பொறிமுறை இல்லாததால், ரஷுபா ஒற்றை அடுக்கு ஒளி மூலத்தில் பல பள்ளத்தாக்கு எக்ஸிடான்களின் அடிப்படை ஒத்திசைவான சூப்பர்போசிஷன் தீர்க்கப்படாமல் உள்ளது. இந்த சிக்கல் உயர் Q ஃபோட்டான்களின் ரஷுபா மாதிரியைப் பற்றி சிந்திக்க நம்மைத் தூண்டுகிறது. புதிய இயற்பியல் முறைகளை புதுமைப்படுத்திய பிறகு, இந்த ஆய்வறிக்கையில் விவரிக்கப்பட்டுள்ள ரஷுபா ஒற்றை அடுக்கு லேசரை நாங்கள் செயல்படுத்தியுள்ளோம்.
இந்த சாதனை, கிளாசிக்கல் மற்றும் குவாண்டம் துறைகளில் ஒத்திசைவான சுழல் தொடர்பு நிகழ்வுகளின் ஆய்வுக்கு வழி வகுக்கிறது, மேலும் சுழல்-மின்னணு மற்றும் ஃபோட்டானிக் ஆப்டோ எலக்ட்ரானிக் சாதனங்களின் அடிப்படை ஆராய்ச்சி மற்றும் பயன்பாட்டிற்கு ஒரு புதிய வழியைத் திறக்கிறது.