லேசர்களால் கட்டுப்படுத்தப்படும் வெயில் குவாசிபார்டிகல்களின் அதிவிரைவு இயக்கம் பற்றிய ஆய்வில் முன்னேற்றம் ஏற்பட்டுள்ளது.

மூலம் கட்டுப்படுத்தப்படும் வெயில் அரை துகள்களின் அதிவேக இயக்கம் பற்றிய ஆய்வில் முன்னேற்றம் ஏற்பட்டுள்ளது.லேசர்கள்

சமீபத்திய ஆண்டுகளில், இடவியல் குவாண்டம் நிலைகள் மற்றும் இடவியல் குவாண்டம் பொருட்கள் பற்றிய கோட்பாட்டு மற்றும் சோதனை ஆராய்ச்சியானது அமுக்கப்பட்ட பொருள் இயற்பியல் துறையில் ஒரு பரபரப்பான விஷயமாக மாறியுள்ளது. பொருளின் வகைப்பாட்டின் ஒரு புதிய கருத்தாக, சமச்சீர் போன்ற இடவியல் வரிசையானது அமுக்கப்பட்ட பொருள் இயற்பியலில் ஒரு அடிப்படைக் கருத்தாகும். இடவியல் பற்றிய ஆழமான புரிதல் அமுக்கப்பட்ட பொருள் இயற்பியலின் அடிப்படை சிக்கல்களுடன் தொடர்புடையது, அதாவது அடிப்படை மின்னணு அமைப்புகுவாண்டம் கட்டங்கள், குவாண்டம் கட்ட மாற்றங்கள் மற்றும் குவாண்டம் கட்டங்களில் பல அசையாத தனிமங்களின் உற்சாகம். இடவியல் பொருட்களில், எலக்ட்ரான்கள், ஃபோனான்கள் மற்றும் சுழல் போன்ற பல அளவு சுதந்திரங்களுக்கு இடையேயான இணைப்பு, பொருள் பண்புகளைப் புரிந்துகொள்வதிலும் ஒழுங்குபடுத்துவதிலும் ஒரு தீர்க்கமான பாத்திரத்தை வகிக்கிறது. வெவ்வேறு இடைவினைகளை வேறுபடுத்தி, பொருளின் நிலையைக் கையாள, ஒளி தூண்டுதலைப் பயன்படுத்தலாம், மேலும் பொருளின் அடிப்படை இயற்பியல் பண்புகள், கட்டமைப்பு நிலை மாற்றங்கள் மற்றும் புதிய குவாண்டம் நிலைகள் பற்றிய தகவல்களைப் பெறலாம். தற்போது, ​​ஒளி புலத்தால் இயக்கப்படும் இடவியல் பொருட்களின் மேக்ரோஸ்கோபிக் நடத்தை மற்றும் அவற்றின் நுண்ணிய அணு அமைப்பு மற்றும் மின்னணு பண்புகளுக்கு இடையிலான உறவு ஒரு ஆராய்ச்சி இலக்காக மாறியுள்ளது.

இடவியல் பொருட்களின் ஒளிமின்னழுத்த பதில் நடத்தை அதன் நுண்ணிய மின்னணு கட்டமைப்புடன் நெருக்கமாக தொடர்புடையது. இடவியல் அரை-உலோகங்களுக்கு, பேண்ட் குறுக்குவெட்டுக்கு அருகிலுள்ள கேரியர் தூண்டுதல் அமைப்பின் அலை செயல்பாட்டு பண்புகளுக்கு அதிக உணர்திறன் கொண்டது. இடவியல் அரை உலோகங்களில் உள்ள நேரியல் அல்லாத ஒளியியல் நிகழ்வுகளின் ஆய்வு, அமைப்பின் உற்சாகமான நிலைகளின் இயற்பியல் பண்புகளை நன்கு புரிந்துகொள்ள உதவும், மேலும் இந்த விளைவுகளை உற்பத்தியில் பயன்படுத்தலாம் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது.ஒளியியல் சாதனங்கள்மற்றும் சூரிய மின்கலங்களின் வடிவமைப்பு, எதிர்காலத்தில் சாத்தியமான நடைமுறை பயன்பாடுகளை வழங்குகிறது. எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு வெயில் அரை உலோகத்தில், வட்டமாக துருவப்படுத்தப்பட்ட ஒளியின் ஃபோட்டானை உறிஞ்சுவது சுழல் புரட்டச் செய்யும், மேலும் கோண உந்தத்தைப் பாதுகாப்பதற்காக, வெயில் கூம்பின் இருபுறமும் உள்ள எலக்ட்ரான் தூண்டுதல் சமச்சீரற்ற முறையில் விநியோகிக்கப்படும். வட்டமாக துருவப்படுத்தப்பட்ட ஒளி பரவலின் திசை, இது சிரல் தேர்வு விதி என்று அழைக்கப்படுகிறது (படம் 1).

இடவியல் பொருட்களின் நேரியல் அல்லாத ஒளியியல் நிகழ்வுகளின் கோட்பாட்டு ஆய்வு பொதுவாக பொருள் நில நிலை பண்புகள் மற்றும் சமச்சீர் பகுப்பாய்வின் கணக்கீட்டை இணைக்கும் முறையைப் பின்பற்றுகிறது. இருப்பினும், இந்த முறை சில குறைபாடுகளைக் கொண்டுள்ளது: இது வேகமான இடம் மற்றும் உண்மையான இடத்தில் உற்சாகமான கேரியர்களின் நிகழ்நேர மாறும் தகவல் இல்லை, மேலும் இது நேர-தீர்மான சோதனை கண்டறிதல் முறையுடன் நேரடி ஒப்பீட்டை நிறுவ முடியாது. எலக்ட்ரான்-ஃபோனான்கள் மற்றும் ஃபோட்டான்-ஃபோனான்களுக்கு இடையேயான இணைப்பைக் கருத்தில் கொள்ள முடியாது. சில கட்ட மாற்றங்கள் நிகழ இது முக்கியமானது. கூடுதலாக, குழப்பக் கோட்பாட்டின் அடிப்படையிலான இந்த தத்துவார்த்த பகுப்பாய்வு வலுவான ஒளி புலத்தின் கீழ் உள்ள இயற்பியல் செயல்முறைகளை சமாளிக்க முடியாது. முதல் கொள்கைகளை அடிப்படையாகக் கொண்ட நேரத்தைச் சார்ந்த அடர்த்தி செயல்பாட்டு மூலக்கூறு இயக்கவியல் (TDDFT-MD) உருவகப்படுத்துதல் மேலே உள்ள சிக்கல்களைத் தீர்க்கும்.

சமீபத்தில், ஆராய்ச்சியாளர் மெங் ஷெங்கின் வழிகாட்டுதலின் கீழ், சீன அறிவியல் அகாடமியின் இயற்பியல் நிறுவனம்/பெய்ஜிங் தேசிய ஆராய்ச்சி மையத்தின் செறிவூட்டப்பட்ட விஷயங்களுக்கான மாநில முக்கிய ஆய்வகத்தின் மேற்பரப்பு இயற்பியலின் SF10 குழுவின் முதுகலை ஆய்வாளர் குவான் மெங்சு மற்றும் முனைவர் மாணவர் வாங் என் இயற்பியல், பெய்ஜிங் இன்ஸ்டிடியூட் ஆப் டெக்னாலஜியின் பேராசிரியர் சன் ஜியாடாவோவுடன் இணைந்து, அவர்கள் சுயமாக உருவாக்கிய உற்சாகமான நிலை இயக்கவியல் உருவகப்படுத்துதல் மென்பொருளான TDAP ஐப் பயன்படுத்தினர். இரண்டாம் வகை வெயில் அரை-உலோக WTe2 இல் அல்ட்ராஃபாஸ்ட் லேசருக்கு குவாஸ்டிபார்டிகல் தூண்டுதலின் பதில் பண்புகள் ஆராயப்படுகின்றன.

வெயில் புள்ளிக்கு அருகிலுள்ள கேரியர்களின் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட தூண்டுதல் அணு சுற்றுப்பாதை சமச்சீர் மற்றும் மாறுதல் தேர்வு விதியால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது, இது சிரல் தூண்டுதலுக்கான வழக்கமான சுழல் தேர்வு விதியிலிருந்து வேறுபட்டது, மேலும் துருவமுனைப்பு திசையை மாற்றுவதன் மூலம் அதன் தூண்டுதல் பாதையை கட்டுப்படுத்தலாம். நேரியல் துருவப்படுத்தப்பட்ட ஒளி மற்றும் ஃபோட்டான் ஆற்றல் (FIG. 2).

கேரியர்களின் சமச்சீரற்ற தூண்டுதல் உண்மையான இடத்தில் வெவ்வேறு திசைகளில் ஒளிச்சேர்க்கைகளைத் தூண்டுகிறது, இது அமைப்பின் இன்டர்லேயர் ஸ்லிப்பின் திசையையும் சமச்சீர்நிலையையும் பாதிக்கிறது. WTe2 இன் இடவியல் பண்புகள், வெயில் புள்ளிகளின் எண்ணிக்கை மற்றும் வேக இடைவெளியில் பிரிப்பு அளவு ஆகியவை அமைப்பின் சமச்சீர்நிலையைச் சார்ந்து இருப்பதால் (படம் 3), கேரியர்களின் சமச்சீரற்ற தூண்டுதல் வெயிலின் வெவ்வேறு நடத்தைகளைக் கொண்டு வரும். வேகத்தில் உள்ள குவாஸ்டிபார்டிகல்ஸ் மற்றும் அமைப்பின் இடவியல் பண்புகளில் தொடர்புடைய மாற்றங்கள். எனவே, ஒளிப்படவியல் கட்ட மாற்றங்களுக்கான தெளிவான கட்ட வரைபடத்தை ஆய்வு வழங்குகிறது (படம் 4).

வெயில் புள்ளிக்கு அருகிலுள்ள கேரியர் தூண்டுதலின் சிராலிட்டி கவனம் செலுத்தப்பட வேண்டும், மேலும் அலை செயல்பாட்டின் அணு சுற்றுப்பாதை பண்புகள் பகுப்பாய்வு செய்யப்பட வேண்டும் என்று முடிவுகள் காட்டுகின்றன. இரண்டின் விளைவுகளும் ஒரே மாதிரியானவை ஆனால் பொறிமுறையானது வெளிப்படையாக வேறுபட்டது, இது வெயில் புள்ளிகளின் ஒருமைப்பாட்டை விளக்குவதற்கு ஒரு கோட்பாட்டு அடிப்படையை வழங்குகிறது. கூடுதலாக, இந்த ஆய்வில் ஏற்றுக்கொள்ளப்பட்ட கணக்கீட்டு முறையானது, அதிவேக கால அளவில் அணு மற்றும் மின்னணு மட்டங்களில் உள்ள சிக்கலான இடைவினைகள் மற்றும் இயக்கவியல் நடத்தைகளை ஆழமாகப் புரிந்து கொள்ள முடியும், அவற்றின் நுண் இயற்பியல் வழிமுறைகளை வெளிப்படுத்துகிறது, மேலும் எதிர்கால ஆராய்ச்சிக்கு இது ஒரு சக்திவாய்ந்த கருவியாக இருக்கும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது. இடவியல் பொருட்களில் நேரியல் அல்லாத ஒளியியல் நிகழ்வுகள்.

முடிவுகள் நேச்சர் கம்யூனிகேஷன்ஸ் இதழில் உள்ளன. தேசிய முக்கிய ஆராய்ச்சி மற்றும் மேம்பாட்டுத் திட்டம், தேசிய இயற்கை அறிவியல் அறக்கட்டளை மற்றும் சீன அறிவியல் அகாடமியின் மூலோபாய பைலட் திட்டம் (பிரிவு B) ஆகியவற்றால் ஆராய்ச்சிப் பணி ஆதரிக்கப்படுகிறது.

FIG.1.a. வட்டமாக துருவப்படுத்தப்பட்ட ஒளியின் கீழ் நேர்மறை கைராலிட்டி அடையாளம் (χ=+1) கொண்ட வெயில் புள்ளிகளுக்கான கைராலிட்டி தேர்வு விதி; b இன் வெயில் புள்ளியில் அணு சுற்றுப்பாதை சமச்சீர் காரணமாக தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட தூண்டுதல். ஆன்-லைன் போலரைஸ்டு லைட்டில் χ=+1

படம் 2. a, Td-WTe2 இன் அணு அமைப்பு வரைபடம்; பி. ஃபெர்மி மேற்பரப்புக்கு அருகில் பேண்ட் அமைப்பு; (இ) ப்ரில்லூயின் பகுதியில் உயர் சமச்சீர் கோடுகளுடன் விநியோகிக்கப்படும் பேண்ட் அமைப்பு மற்றும் அணு சுற்றுப்பாதைகளின் ஒப்பீட்டு பங்களிப்புகள், அம்புகள் (1) மற்றும் (2) முறையே வெயில் புள்ளிகளுக்கு அருகில் அல்லது தொலைவில் உள்ள உற்சாகத்தைக் குறிக்கின்றன; ஈ. காமா-எக்ஸ் திசையில் இசைக்குழு கட்டமைப்பின் பெருக்கம்

FIG.3.ab: படிகத்தின் A-அச்சு மற்றும் B-அச்சு ஆகியவற்றுடன் நேரியல் துருவப்படுத்தப்பட்ட ஒளி துருவமுனைப்பு திசையின் தொடர்புடைய இடைநிலை இயக்கம் மற்றும் அதனுடன் தொடர்புடைய இயக்க முறை விளக்கப்பட்டுள்ளது; சி. கோட்பாட்டு உருவகப்படுத்துதல் மற்றும் சோதனை கண்காணிப்பு ஆகியவற்றுக்கு இடையேயான ஒப்பீடு; de: அமைப்பின் சமச்சீர் பரிணாமம் மற்றும் kz=0 விமானத்தில் இரண்டு நெருங்கிய வெயில் புள்ளிகளின் நிலை, எண் மற்றும் பிரிவின் அளவு

படம் 4. நேரியல் துருவப்படுத்தப்பட்ட ஒளி ஃபோட்டான் ஆற்றல் (?) ω) மற்றும் துருவமுனைப்பு திசை (θ) சார்பு கட்ட வரைபடத்திற்கான Td-WTe2 இல் ஒளிச்சேர்க்கை நிலை மாற்றம்