광전자 장치의 새로운 세계

새로운 세계광전자 장치

Technion-Israel Institute of Technology의 연구원들은 일관된 통제 스핀을 개발했습니다.광학 레이저단일 원자 층을 기반으로합니다. 이 발견은 단일 원자 층과 수평으로 제한된 광 스핀 격자 사이의 일관된 스핀 의존적 상호 작용에 의해 가능해졌으며, 이는 연속체에서 결합 된 상태의 광자의 라샤바 형 스핀 스핀 스핀 스플릿 스플릿을 통해 하이 -Q 스핀 계곡을지지한다.
그 결과 자연 재료에 발표되고 연구 브리핑에서 강조된 결과는 클래식 및 일관된 스핀 관련 현상 연구를위한 길을 열어줍니다.양자 시스템광전자 장치에서 전자 및 광자 스핀의 기본 연구 및 응용을위한 새로운 길을 열고 있습니다. 스핀 광학원은 광자 모드를 전자 전이와 결합하여 전자와 광자 사이의 스핀 정보 교환을 연구하고 고급 광전자 장치를 개발하는 방법을 제공합니다.

스핀 밸리 광학 마이크로 캐비티는 반전 비대칭 (노란색 코어 영역) 및 역전 대칭 (시안 클래딩 영역)과 광자 스핀 격자를 인터페이스함으로써 구성됩니다.
이러한 소스를 구축하기 위해 전제 조건은 광자 또는 전자 부분에서 두 개의 반대 스핀 상태 사이의 스핀 퇴행성을 제거하는 것입니다. 이것은 일반적으로 패러데이 또는 제만 효과 하에서 자기장을 적용함으로써 달성되지만, 이러한 방법은 일반적으로 강한 자기장이 필요하며 마이크로 소스를 생성 할 수 없다. 또 다른 유망한 접근법은 인공 자기장을 사용하여 운동량 공간에서 스핀 스플릿 상태를 생성하는 기하학적 카메라 시스템을 기반으로합니다.
불행하게도, 스핀 분할 상태의 이전 관찰은 소스의 공간적 및 시간적 일관성에 불리한 제약을 부과하는 저 질량 인자 전파 모드에 크게 의존 해왔다. 이 접근법은 또한 블록 레이저 이득 재료의 스핀 제어 특성에 의해 방해를받습니다.광원, 특히 실온에서 자기장이없는 경우.
하이 -Q 스핀-분할 상태를 달성하기 위해, 연구자들은 반전 비대칭 성이있는 코어 및 WS2 단일 층과 통합 된 역전 대칭 봉투를 포함하여 다른 대칭으로 광자 스핀 격자를 구성하여 측면으로 제한된 스핀 밸리를 생성했습니다. 연구원들이 사용하는 기본 역전 비대칭 격자에는 두 가지 중요한 특성이 있습니다.
이종 이방성 나노 다공성의 기하학적 위상 공간 변화에 의해 야기 된 제어 가능한 스핀 의존적 상호 격자 벡터. 이 벡터는 스핀 분해 밴드를 Photonic Rushberg 효과로 알려진 운동량 공간에서 2 개의 스핀 편광 분기로 분할합니다.
연속체에서 높은 Q 대칭 (준) 결합 상태, 즉 스핀 분할 가지의 가장자리에있는 ± K (Brillouin 밴드 각도) 광자 스핀 밸리가 동일한 진폭의 일관된 중첩을 형성합니다.
Koren 교수는 다음과 같이 지적했습니다.“우리는이 직접 밴드 갭 전이 금속 이황화이 독특한 계곡 의사-스핀을 가지며 밸리 전자에서 대체 정보 운반체로 광범위하게 연구 되었기 때문에 WS2 모놀 리드를 게이크 재료로 사용했습니다. 구체적으로, 그들의 ± k '계곡 엑시톤 (평면 스핀 편광 쌍극자 방출기의 형태로 방출)은 계곡 비교 선택 규칙에 따라 스핀 편광 조명에 의해 선택적으로 흥분 될 수 있으므로 자기 적으로 자유로운 스핀을 적극적으로 제어합니다.광학원.
단일 층 통합 스핀 밸리 미세 이동성에서, ± K '밸리 엑시톤은 편광 일치에 의해 ± K 스핀 밸리 상태에 결합되며, 실온에서 스핀 엑시톤 레이저는 강한 빛의 피드백에 의해 실현된다. 동시에원자 램프메커니즘은 초기에 위상 독립적 인 ± K '계곡 엑시톤을 구동하여 시스템의 최소 손실 상태를 찾고 ± K 스핀 밸리 맞은 편의 기하학적 위상을 기반으로 잠금 상관 관계를 다시 설정합니다.
이 레이저 메커니즘에 의해 구동되는 계곡 일관성은 간헐적 산란의 저온 억제가 필요하지 않습니다. 또한, Rashba 단층 레이저의 최소 손실 상태는 선형 (원형) 펌프 편광으로 변조 될 수 있으며, 이는 레이저 강도 및 공간 일관성을 제어하는 ​​방법을 제공합니다.”
Hasman 교수는 다음과 같이 설명합니다광자Spin Valley Rashba 효과는 표면 방출 스핀 광학원을 구성하는 일반적인 메커니즘을 제공합니다. 단일 계층 통합 스핀 밸리 미세한 계곡 일관성은 Qubits를 통해 ± K 'Valley accitons 사이의 양자 정보 얽힘을 달성하는 데 한 걸음 더 가까이 다가갑니다.
우리 팀은 오랫동안 전자기파의 거동을 제어하기위한 효과적인 도구로 광자 스핀을 사용하여 스핀 광학을 개발해 왔습니다. 2018 년에는 2 차원 재료의 계곡 유사 스핀에 흥미를 느끼면서 우리는 자기장이없는 상태에서 원자 규모 스핀 광학원의 적극적인 제어를 조사하기위한 장기 프로젝트를 시작했습니다. 우리는 단일 밸리 엑시톤에서 일관된 기하학적 단계를 얻는 문제를 해결하기 위해 비 국소 베리 위상 결함 모델을 사용합니다.
그러나, 흥분 사이의 강한 동기화 메커니즘이 없기 때문에, 달성 된 Rashuba 단일 계층 광원에서 다중 계곡 엑시톤의 기본 일관성 중첩은 아직 해결되지 않은 채 남아있다. 이 문제는 높은 Q 광자의 Rashuba 모델에 대해 생각하게합니다. 새로운 물리적 방법을 혁신 한 후, 우리는이 백서에 설명 된 Rashuba 단일 계층 레이저를 구현했습니다.”
이 성과는 고전 및 양자 분야에서 일관된 스핀 상관 관계 현상을 연구하는 길을 열어주고, Spintronic 및 Photonic Optoelectronic 장치의 기본 연구 및 사용을위한 새로운 방법을 열어줍니다.