ఆప్టోఎలెక్ట్రానిక్ పరికరాల కొత్త ప్రపంచం

ఎ న్యూ వరల్డ్ ఆఫ్ఆప్టోఎలెక్ట్రానిక్ పరికరాలు

టెక్నియన్-ఇజ్రాయెల్ ఇన్స్టిట్యూట్ ఆఫ్ టెక్నాలజీ పరిశోధకులు పొందికగా నియంత్రిత స్పిన్‌ను అభివృద్ధి చేశారుఆప్టికల్ లేజర్ఒకే అణు పొర ఆధారంగా. ఈ ఆవిష్కరణ ఒకే అణు పొర మరియు అడ్డంగా నిర్బంధించబడిన ఫోటోనిక్ స్పిన్ లాటిస్ మధ్య ఒక పొందికైన స్పిన్-ఆధారిత పరస్పర చర్య ద్వారా సాధ్యమైంది, ఇది నిరంతరాయంలో బౌండ్ స్టేట్స్ యొక్క ఫోటాన్ల రాషాబా-రకం స్పిన్ స్పిన్ స్పిటిటింగ్ ద్వారా హై-క్యూ స్పిన్ లోయకు మద్దతు ఇస్తుంది.
ఫలితం, ప్రకృతి పదార్థాలలో ప్రచురించబడింది మరియు దాని పరిశోధన సంక్షిప్తంలో హైలైట్ చేయబడింది, క్లాసికల్ మరియు లో పొందికైన స్పిన్-సంబంధిత దృగ్విషయాల అధ్యయనానికి మార్గం సుగమం చేస్తుంది మరియుక్వాంటం సిస్టమ్స్, మరియు ఆప్టోఎలెక్ట్రానిక్ పరికరాల్లో ఎలక్ట్రాన్ మరియు ఫోటాన్ స్పిన్ యొక్క ప్రాథమిక పరిశోధన మరియు అనువర్తనాల కోసం కొత్త మార్గాలను తెరుస్తుంది. స్పిన్ ఆప్టికల్ సోర్స్ ఫోటాన్ మోడ్‌ను ఎలక్ట్రాన్ పరివర్తనతో మిళితం చేస్తుంది, ఇది ఎలక్ట్రాన్లు మరియు ఫోటాన్ల మధ్య స్పిన్ ఇన్ఫర్మేషన్ ఎక్స్ఛేంజ్ అధ్యయనం చేయడానికి మరియు అధునాతన ఆప్టోఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలను అభివృద్ధి చేయడానికి ఒక పద్ధతిని అందిస్తుంది.

స్పిన్ వ్యాలీ ఆప్టికల్ మైక్రోకావిటీలను విలోమ అసమానత (పసుపు కోర్ ప్రాంతం) మరియు విలోమ సమరూపత (సియాన్ క్లాడింగ్ ప్రాంతం) తో ఫోటోనిక్ స్పిన్ లాటిస్‌లను ఇంటర్‌ఫేసింగ్ చేయడం ద్వారా నిర్మించారు.
ఈ మూలాలను నిర్మించడానికి, ఫోటాన్ లేదా ఎలక్ట్రాన్ భాగంలో రెండు వ్యతిరేక స్పిన్ రాష్ట్రాల మధ్య స్పిన్ క్షీణతను తొలగించడం అవసరం. ఫెరడే లేదా జీమాన్ ప్రభావం క్రింద అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని వర్తింపజేయడం ద్వారా ఇది సాధారణంగా సాధించబడుతుంది, అయినప్పటికీ ఈ పద్ధతులకు సాధారణంగా బలమైన అయస్కాంత క్షేత్రం అవసరం మరియు మైక్రోసోర్స్ ఉత్పత్తి చేయదు. మరో మంచి విధానం రేఖాగణిత కెమెరా వ్యవస్థపై ఆధారపడి ఉంటుంది, ఇది మొమెంటం ప్రదేశంలో ఫోటాన్ల స్పిన్-స్ప్లిట్ స్థితులను ఉత్పత్తి చేయడానికి ఒక కృత్రిమ అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని ఉపయోగిస్తుంది.
దురదృష్టవశాత్తు, స్పిన్ స్ప్లిట్ స్టేట్స్ యొక్క మునుపటి పరిశీలనలు తక్కువ-ద్రవ్యరాశి కారకాల ప్రచార రీతులపై ఎక్కువగా ఆధారపడ్డాయి, ఇవి మూలాల యొక్క ప్రాదేశిక మరియు తాత్కాలిక పొందికపై ప్రతికూల అడ్డంకులను విధిస్తాయి. ఈ విధానం బ్లాకీ లేజర్-గెలవమైన పదార్థాల స్పిన్-నియంత్రిత స్వభావం ద్వారా కూడా దెబ్బతింటుంది, ఇది చురుకుగా నియంత్రించడానికి సులభంగా ఉపయోగించబడదు లేదా సాధ్యం కాదుకాంతి వనరులు, ముఖ్యంగా గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద అయస్కాంత క్షేత్రాలు లేనప్పుడు.
హై-క్యూ స్పిన్-స్ప్లిటింగ్ స్టేట్స్‌ను సాధించడానికి, పరిశోధకులు విభిన్న సమరూపతలతో కూడిన ఫోటోనిక్ స్పిన్ లాటిస్‌లను నిర్మించారు, వీటిలో విలోమ అసమానత కలిగిన కోర్ మరియు విలోమ సుష్ట కవరుతో WS2 సింగిల్ పొరతో అనుసంధానించబడింది, పార్శ్వంగా నిర్బంధించబడిన స్పిన్ వల్లీలను ఉత్పత్తి చేస్తుంది. పరిశోధకులు ఉపయోగించే ప్రాథమిక విలోమ అసమాన లాటిస్ రెండు ముఖ్యమైన లక్షణాలను కలిగి ఉంది.
నియంత్రించదగిన స్పిన్-ఆధారిత పరస్పర లాటిస్ వెక్టర్ వాటితో కూడిన వైవిధ్య అనిసోట్రోపిక్ నానోపోరస్ యొక్క రేఖాగణిత దశ అంతరిక్ష వైవిధ్యం వలన కలిగేది. ఈ వెక్టర్ స్పిన్ డిగ్రేడేషన్ బ్యాండ్‌ను మొమెంటం ప్రదేశంలో రెండు స్పిన్-పోలరైజ్డ్ శాఖలుగా విభజిస్తుంది, దీనిని ఫోటోనిక్ రష్బెర్గ్ ఎఫెక్ట్ అని పిలుస్తారు.
నిరంతరాయంలో ఒక జత అధిక q సిమెట్రిక్ (క్వాసి) బౌండ్ స్టేట్స్, అవి స్పిన్ స్ప్లిటింగ్ శాఖల అంచున ఉన్న ± K (బ్రిల్లౌయిన్ బ్యాండ్ యాంగిల్) ఫోటాన్ స్పిన్ లోయలు, సమాన వ్యాప్తి యొక్క పొందికైన సూపర్‌పొజిషన్‌ను ఏర్పరుస్తాయి.
ప్రొఫెసర్ కోరెన్ ఇలా పేర్కొన్నాడు: “మేము WS2 మోనోలైడ్లను లాభ పదార్థంగా ఉపయోగించాము ఎందుకంటే ఈ ప్రత్యక్ష బ్యాండ్-గ్యాప్ ట్రాన్సిషన్ మెటల్ డైసల్ఫైడ్ ఒక ప్రత్యేకమైన వ్యాలీ నకిలీ-స్పిన్ కలిగి ఉంది మరియు వ్యాలీ ఎలక్ట్రాన్లలో ప్రత్యామ్నాయ సమాచార క్యారియర్‌గా విస్తృతంగా అధ్యయనం చేయబడింది. ప్రత్యేకంగా, వారి ± K 'వ్యాలీ ఎక్సిటాన్స్ (ప్లానార్ స్పిన్-ధ్రువణ డైపోల్ ఉద్గారాల రూపంలో ప్రసరిస్తాయి) లోయ పోలిక ఎంపిక నియమాల ప్రకారం స్పిన్-పోలరైజ్డ్ లైట్ ద్వారా ఎంచుకోవచ్చు, తద్వారా అయస్కాంతంగా ఉచిత స్పిన్‌ను చురుకుగా నియంత్రిస్తుందిఆప్టికల్ మూలం.
సింగిల్-లేయర్ ఇంటిగ్రేటెడ్ స్పిన్ వ్యాలీ మైక్రోకావిటీలో, ± K 'వ్యాలీ ఎక్సిటాన్లు ధ్రువణ మ్యాచింగ్ ద్వారా ± K స్పిన్ వ్యాలీ స్థితికి కలుపుతారు, మరియు గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద స్పిన్ ఎక్సిటాన్ లేజర్ బలమైన కాంతి అభిప్రాయం ద్వారా గ్రహించబడుతుంది. అదే సమయంలో, దిలేజర్విధానం యొక్క కనీస నష్ట స్థితిని కనుగొనడానికి మరియు K K స్పిన్ వ్యాలీకి ఎదురుగా ఉన్న రేఖాగణిత దశ ఆధారంగా లాక్-ఇన్ సహసంబంధాన్ని తిరిగి స్థాపించడానికి మెకానిజం ప్రారంభంలో దశ-స్వతంత్ర ± K 'వ్యాలీ ఎక్సిటాన్లను నడుపుతుంది.
ఈ లేజర్ మెకానిజం ద్వారా నడిచే లోయ పొందిక అడపాదడపా వికీర్ణం యొక్క తక్కువ ఉష్ణోగ్రత అణచివేత యొక్క అవసరాన్ని తొలగిస్తుంది. అదనంగా, రష్బా మోనోలేయర్ లేజర్ యొక్క కనీస నష్ట స్థితిని సరళ (వృత్తాకార) పంప్ ధ్రువణత ద్వారా మాడ్యులేట్ చేయవచ్చు, ఇది లేజర్ తీవ్రత మరియు ప్రాదేశిక పొందికను నియంత్రించడానికి ఒక మార్గాన్ని అందిస్తుంది. ”
ప్రొఫెసర్ హస్మాన్ ఇలా వివరించాడు: “వెల్లడించారుఫోటోనిక్స్పిన్ వ్యాలీ రాష్బా ప్రభావం ఉపరితల-ఉద్గార స్పిన్ ఆప్టికల్ మూలాలను నిర్మించడానికి ఒక సాధారణ యంత్రాంగాన్ని అందిస్తుంది. సింగిల్-లేయర్ ఇంటిగ్రేటెడ్ స్పిన్ వ్యాలీ మైక్రోకావిటీలో ప్రదర్శించిన లోయ పొందిక క్యూబిట్స్ ద్వారా ± K 'వ్యాలీ ఎక్సిటాన్ల మధ్య క్వాంటం సమాచార చిక్కులను సాధించడానికి మాకు ఒక అడుగు దగ్గరగా తెస్తుంది.
చాలాకాలంగా, మా బృందం స్పిన్ ఆప్టిక్స్ అభివృద్ధి చేస్తోంది, విద్యుదయస్కాంత తరంగాల ప్రవర్తనను నియంత్రించడానికి ఫోటాన్ స్పిన్‌ను సమర్థవంతమైన సాధనంగా ఉపయోగిస్తోంది. 2018 లో, రెండు డైమెన్షనల్ పదార్థాలలో లోయ నకిలీ-స్పిన్ చేత ఆసక్తిగా ఉన్న, అయస్కాంత క్షేత్రాలు లేనప్పుడు అణు-స్థాయి స్పిన్ ఆప్టికల్ మూలాల యొక్క క్రియాశీల నియంత్రణను పరిశోధించడానికి మేము దీర్ఘకాలిక ప్రాజెక్టును ప్రారంభించాము. ఒకే లోయ ఎక్సిటాన్ నుండి పొందికైన రేఖాగణిత దశను పొందే సమస్యను పరిష్కరించడానికి మేము నాన్-లోకల్ బెర్రీ ఫేజ్ లోపం నమూనాను ఉపయోగిస్తాము.
ఏదేమైనా, ఎక్సిటాన్ల మధ్య బలమైన సమకాలీకరణ విధానం లేకపోవడం వల్ల, సాధించబడిన రషూబా సింగిల్-లేయర్ లైట్ సోర్స్‌లో బహుళ లోయ ఎక్సిటాన్‌ల యొక్క ప్రాథమిక పొందికైన సూపర్‌పొజిషన్ పరిష్కరించబడలేదు. ఈ సమస్య అధిక Q ఫోటాన్ల రషూబా మోడల్ గురించి ఆలోచించటానికి ప్రేరణనిస్తుంది. కొత్త భౌతిక పద్ధతులను ఆవిష్కరించిన తరువాత, మేము ఈ కాగితంలో వివరించిన రషూబా సింగిల్-లేయర్ లేజర్‌ను అమలు చేసాము. ”
ఈ సాధన శాస్త్రీయ మరియు క్వాంటం క్షేత్రాలలో పొందికైన స్పిన్ సహసంబంధ దృగ్విషయాన్ని అధ్యయనం చేయడానికి మార్గం సుగమం చేస్తుంది మరియు స్పింట్రోనిక్ మరియు ఫోటోనిక్ ఆప్టోఎలెక్ట్రానిక్ పరికరాల ప్రాథమిక పరిశోధన మరియు ఉపయోగం కోసం కొత్త మార్గాన్ని తెరుస్తుంది.