ពិភពថ្មីនៃឧបករណ៍អុបទិក
អ្នកស្រាវជ្រាវនៅវិទ្យាស្ថានបច្ចេកវិទ្យា Technion-Israel បានបង្កើតការបង្វិលដែលគ្រប់គ្រងយ៉ាងស៊ីសង្វាក់គ្នា។ឡាស៊ែរអុបទិកផ្អែកលើស្រទាប់អាតូមិកតែមួយ។របកគំហើញនេះអាចធ្វើទៅបានដោយអន្តរកម្មដែលពឹងផ្អែកលើការវិលជុំគ្នារវាងស្រទាប់អាតូមិកតែមួយ និងបន្ទះឈើវិល photonic ដែលដាក់កម្រិតផ្ដេក ដែលគាំទ្រជ្រលងភ្នំ spin-Q ខ្ពស់ តាមរយៈការបែងចែកប្រភេទ Rashaba-type spinning នៃ photons នៃរដ្ឋចងនៅក្នុងផ្នែកបន្ត។
លទ្ធផលដែលត្រូវបានបោះពុម្ភផ្សាយនៅក្នុង Nature Materials និងបានគូសបញ្ជាក់នៅក្នុងសង្ខេបការស្រាវជ្រាវរបស់ខ្លួន ត្រួសត្រាយផ្លូវសម្រាប់ការសិក្សាអំពីបាតុភូតដែលទាក់ទងនឹងការបង្វិលជុំគ្នានៅក្នុងបុរាណ និងប្រព័ន្ធ quantumនិងបើកផ្លូវថ្មីសម្រាប់ការស្រាវជ្រាវជាមូលដ្ឋាន និងកម្មវិធីនៃការបង្វិលអេឡិចត្រុង និងហ្វូតុងនៅក្នុងឧបករណ៍អុបតូអេឡិចត្រូនិច។ប្រភពអុបទិក spin រួមបញ្ចូលគ្នានូវទម្រង់ photon ជាមួយនឹងការផ្លាស់ប្តូរអេឡិចត្រុង ដែលផ្តល់នូវវិធីសាស្រ្តសម្រាប់សិក្សាការផ្លាស់ប្តូរព័ត៌មាន spin រវាងអេឡិចត្រុង និង photon និងការអភិវឌ្ឍឧបករណ៍ optoelectronic កម្រិតខ្ពស់។
Spin valley optical microcavities ត្រូវបានសាងសង់ដោយការប៉ះបន្ទះឈើបង្វិល photonic ជាមួយនឹងការមិនស៊ីមេទ្រីច្រាស (តំបន់ស្នូលពណ៌លឿង) និងស៊ីមេទ្រីច្រាស (តំបន់ក្ដាប់ពណ៌ខៀវ)។
ដើម្បីបង្កើតប្រភពទាំងនេះ តម្រូវការជាមុនមួយគឺត្រូវលុបបំបាត់ការចុះខ្សោយនៃការបង្វិលរវាងរដ្ឋបង្វិលផ្ទុយពីរនៅក្នុងផ្នែក photon ឬអេឡិចត្រុង។ជាធម្មតា នេះត្រូវបានសម្រេចដោយការអនុវត្តដែនម៉ាញេទិកក្រោមឥទ្ធិពល Faraday ឬ Zeeman ទោះបីជាវិធីសាស្ត្រទាំងនេះជាធម្មតាត្រូវការវាលម៉ាញេទិកខ្លាំង និងមិនអាចបង្កើតប្រភពមីក្រូបានក៏ដោយ។វិធីសាស្រ្តដ៏ជោគជ័យមួយផ្សេងទៀតគឺផ្អែកលើប្រព័ន្ធកាមេរ៉ាធរណីមាត្រដែលប្រើវាលម៉ាញេទិកសិប្បនិម្មិតដើម្បីបង្កើតស្ថានភាពវិល-បំបែកនៃហ្វូតុនក្នុងលំហសន្ទុះ។
ជាអកុសល ការសង្កេតពីមុននៃរដ្ឋបំបែកការបង្វិលបានពឹងផ្អែកយ៉ាងខ្លាំងលើរបៀបឃោសនានៃកត្តាម៉ាស់ទាប ដែលដាក់ឧបសគ្គអវិជ្ជមានលើការស៊ីគ្នានៃប្រភពនៃលំហ និងបណ្ដោះអាសន្ន។វិធីសាស្រ្តនេះក៏ត្រូវបានរារាំងផងដែរដោយធម្មជាតិដែលគ្រប់គ្រងដោយបង្វិលនៃវត្ថុធាតុទទួលបានឡាស៊ែរប្លុក ដែលមិនអាច ឬមិនងាយស្រួលប្រើដើម្បីគ្រប់គ្រងយ៉ាងសកម្ម។ប្រភពពន្លឺជាពិសេសនៅក្នុងការអវត្ដមាននៃដែនម៉ាញេទិកនៅសីតុណ្ហភាពបន្ទប់។
ដើម្បីសម្រេចបាននូវស្ថានភាពពុះ-Q ខ្ពស់ អ្នកស្រាវជ្រាវបានសាងសង់បន្ទះឈើបង្វិល photonic ដែលមានស៊ីមេទ្រីផ្សេងៗគ្នា រួមទាំងស្នូលដែលមានភាពមិនស៊ីមេទ្រីបញ្ច្រាស និងស្រោមសំបុត្រស៊ីមេទ្រីច្រាសដែលរួមបញ្ចូលជាមួយស្រទាប់តែមួយ WS2 ដើម្បីបង្កើតជ្រលងវិលដែលមានកម្រិតនៅពេលក្រោយ។បន្ទះឈើមិនស៊ីមេទ្រីបញ្ច្រាសជាមូលដ្ឋានដែលប្រើដោយអ្នកស្រាវជ្រាវមានលក្ខណៈសម្បត្តិសំខាន់ពីរ។
វ៉ិចទ័រនៃបន្ទះឈើទៅវិញទៅមកដែលពឹងផ្អែកលើការបង្វិលដែលអាចគ្រប់គ្រងបានដែលបណ្តាលមកពីការប្រែប្រួលលំហដំណាក់កាលធរណីមាត្រនៃ nanoporous anisotropic ចម្រុះដែលផ្សំឡើងពីពួកវា។វ៉ិចទ័រនេះបំបែកក្រុមបង្វិលបង្វិលទៅជាសាខាបង្វិលរាងប៉ូលពីរក្នុងលំហសន្ទុះ ដែលគេស្គាល់ថាជាឥទ្ធិពលរូបវិទ្យា Rushberg។
គូនៃស៊ីមេទ្រី Q ខ្ពស់ (quasi) រដ្ឋចងនៅក្នុងផ្នែកបន្ត ពោលគឺ ±K (Brillouin band Angle) ជ្រលងភ្នំវិល photon នៅគែមនៃសាខាបំបែក spin បង្កើតបានជាទីតាំងត្រួតស៊ីគ្នានៃទំហំស្មើគ្នា។
សាស្រ្តាចារ្យ Koren បានកត់សម្គាល់ថា៖ "យើងបានប្រើ WS2 monolides ជាសម្ភារៈទទួលបាន ពីព្រោះ disulfide នៃការផ្លាស់ប្តូរ band-gap ដោយផ្ទាល់នេះមាន valley pseudo-spin ហើយត្រូវបានសិក្សាយ៉ាងទូលំទូលាយថាជាក្រុមហ៊ុនផ្តល់ព័ត៌មានជំនួសនៅក្នុង valley electrons ។ជាពិសេស ±K 'valley excitons របស់ពួកគេ (ដែលបញ្ចេញក្នុងទម្រង់ជាឧបករណ៍បំភាយ dipolarized spin-polarized) អាចត្រូវបានជ្រើសរើសដោយពន្លឺ spin-polarized យោងទៅតាមច្បាប់ជ្រើសរើសការប្រៀបធៀបជ្រលងភ្នំ ដូច្នេះគ្រប់គ្រងយ៉ាងសកម្មនូវការបង្វិលដោយសេរី។ប្រភពអុបទិក.
នៅក្នុង microcavity ជ្រលងភ្នំដែលរួមបញ្ចូលគ្នាតែមួយស្រទាប់ ±K 'valley excitons ត្រូវបានភ្ជាប់ទៅរដ្ឋ ±K spin valley ដោយការផ្គូផ្គងរាងប៉ូល ហើយឡាស៊ែរ spin exciton នៅសីតុណ្ហភាពបន្ទប់ត្រូវបានដឹងដោយការបញ្ចេញពន្លឺខ្លាំង។ជាមួយគ្នានេះ សឡាស៊ែរយន្តការជំរុញឱ្យមានដំណាក់កាលឯករាជ្យ ±K ' valley excitons ដើម្បីស្វែងរកស្ថានភាពបាត់បង់អប្បបរមានៃប្រព័ន្ធ និងបង្កើតទំនាក់ទំនងចាក់សោឡើងវិញដោយផ្អែកលើដំណាក់កាលធរណីមាត្រទល់មុខ ±K spin valley ។
ភាពស៊ីសង្វាក់គ្នានៃជ្រលងភ្នំដែលជំរុញដោយយន្តការឡាស៊ែរនេះលុបបំបាត់តម្រូវការសម្រាប់ការទប់ស្កាត់សីតុណ្ហភាពទាបនៃការខ្ចាត់ខ្ចាយមិនទៀងទាត់។លើសពីនេះ ស្ថានភាពបាត់បង់អប្បបរមានៃឡាស៊ែរ Rashba monolayer អាចត្រូវបានកែប្រែដោយបន្ទាត់រាងប៉ូល (រាងជារង្វង់) ស្នប់ដែលផ្តល់នូវវិធីដើម្បីគ្រប់គ្រងអាំងតង់ស៊ីតេឡាស៊ែរ និងភាពស៊ីសង្វាក់គ្នានៃលំហ។
សាស្រ្តាចារ្យ Hasman ពន្យល់ថា៖ «ការលាតត្រដាងរូបវិទ្យាspin valley បែបផែន Rashba ផ្តល់នូវយន្តការទូទៅសម្រាប់ការសាងសង់ប្រភពអុបទិកដែលបញ្ចេញពន្លឺលើផ្ទៃ។ភាពស៊ីសង្វាក់គ្នានៃជ្រលងភ្នំដែលបានបង្ហាញនៅក្នុង microcavity ជ្រលងភ្នំដែលរួមបញ្ចូលគ្នាតែមួយស្រទាប់នាំឱ្យយើងកាន់តែខិតទៅជិតមួយជំហានដើម្បីសម្រេចបាននូវការជាប់ពាក់ព័ន្ធនៃព័ត៌មាន quantum រវាង ±K 'valley excitons តាមរយៈ qubits ។
អស់រយៈពេលជាយូរមក ក្រុមរបស់យើងបាននិងកំពុងអភិវឌ្ឍអុបទិកវិលដោយប្រើ photon spin ជាឧបករណ៍ដ៏មានប្រសិទ្ធភាពសម្រាប់គ្រប់គ្រងឥរិយាបថនៃរលកអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិច។នៅឆ្នាំ 2018 ដោយមានការចាប់អារម្មណ៍ពីជ្រលងភ្នំ pseudo-spin នៅក្នុងវត្ថុធាតុពីរវិមាត្រ យើងបានចាប់ផ្តើមគម្រោងរយៈពេលវែងមួយដើម្បីស៊ើបអង្កេតការគ្រប់គ្រងសកម្មនៃប្រភពអុបទិកវិលតាមមាត្រដ្ឋានអាតូម ក្នុងករណីដែលគ្មានដែនម៉ាញេទិក។យើងប្រើគំរូពិការភាពដំណាក់កាល Berry ដែលមិនមែនជាមូលដ្ឋាន ដើម្បីដោះស្រាយបញ្ហានៃការទទួលបានដំណាក់កាលធរណីមាត្រដែលជាប់គ្នាពី exciton ជ្រលងភ្នំតែមួយ។
ទោះបីជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ដោយសារតែកង្វះយន្តការធ្វើសមកាលកម្មដ៏រឹងមាំរវាង excitons ការត្រួតលើគ្នាជាមូលដ្ឋាននៃ excitons ជ្រលងភ្នំជាច្រើននៅក្នុងប្រភពពន្លឺតែមួយស្រទាប់ Rashuba ដែលត្រូវបានសម្រេចនៅតែមិនអាចដោះស្រាយបាន។បញ្ហានេះជំរុញយើងឱ្យគិតអំពីគំរូ Rashuba នៃ photons Q ខ្ពស់។បន្ទាប់ពីការបង្កើតវិធីសាស្ត្ររូបវន្តថ្មី យើងបានអនុវត្តឡាស៊ែរស្រទាប់តែមួយ Rashuba ដែលបានពិពណ៌នាក្នុងក្រដាសនេះ»។
សមិទ្ធិផលនេះត្រួសត្រាយផ្លូវសម្រាប់ការសិក្សាអំពីបាតុភូតទំនាក់ទំនងវិលជុំដែលស៊ីសង្វាក់គ្នានៅក្នុងវិស័យបុរាណ និងកង់ទិច ហើយបើកផ្លូវថ្មីមួយសម្រាប់ការស្រាវជ្រាវជាមូលដ្ឋាន និងការប្រើប្រាស់ឧបករណ៍អុបតូនិច spintronic និង photonic ។
ពេលវេលាប្រកាស៖ ថ្ងៃទី ១២-២៤ ខែមីនា