অপটোলেক্ট্রনিক ডিভাইসগুলির একটি নতুন বিশ্ব

একটি নতুন জগতঅপটোলেক্ট্রোনিক ডিভাইস

টেকনিয়ন-ইস্রায়েল ইনস্টিটিউট অফ টেকনোলজির গবেষকরা একটি সুসংগতভাবে নিয়ন্ত্রিত স্পিন তৈরি করেছেনঅপটিক্যাল লেজারএকটি একক পারমাণবিক স্তর উপর ভিত্তি করে। এই আবিষ্কারটি একটি একক পারমাণবিক স্তর এবং অনুভূমিকভাবে সীমাবদ্ধ ফোটোনিক স্পিন জালির মধ্যে সুসংগত স্পিন-নির্ভর মিথস্ক্রিয়া দ্বারা সম্ভব হয়েছিল, যা ধারাবাহিকতায় আবদ্ধ রাজ্যের ফোটনের ফোটনের বিভাজনের মাধ্যমে একটি উচ্চ-কিউ স্পিন উপত্যকা সমর্থন করে।
ফলাফল, প্রকৃতি উপকরণগুলিতে প্রকাশিত এবং এর গবেষণামূলক সংক্ষিপ্ত বিবরণে হাইলাইট করা হয়েছে, শাস্ত্রীয় এবং সুসংগত স্পিন-সম্পর্কিত ঘটনাগুলির অধ্যয়নের পথ প্রশস্ত করেকোয়ান্টাম সিস্টেম, এবং অপটোলেক্ট্রোনিক ডিভাইসে ইলেক্ট্রন এবং ফোটন স্পিনের মৌলিক গবেষণা এবং অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য নতুন উপায় খোলে। স্পিন অপটিক্যাল উত্সটি ফোটন মোডকে ইলেক্ট্রন ট্রানজিশনের সাথে একত্রিত করে, যা ইলেক্ট্রন এবং ফোটনের মধ্যে স্পিন তথ্য বিনিময় অধ্যয়নের জন্য এবং উন্নত অপটলেক্ট্রোনিক ডিভাইসগুলির বিকাশের জন্য একটি পদ্ধতি সরবরাহ করে।

স্পিন ভ্যালি অপটিকাল মাইক্রোক্যাভিটিগুলি ইনভার্সন অ্যাসিমেট্রি (হলুদ কোর অঞ্চল) এবং বিপরীতমুখী প্রতিসাম্য (সায়ান ক্ল্যাডিং অঞ্চল) এর সাথে ফোটোনিক স্পিন ল্যাটিসগুলি ইন্টারফেস করে নির্মিত হয়।
এই উত্সগুলি তৈরি করার জন্য, একটি পূর্বশর্ত হ'ল ফোটন বা ইলেক্ট্রন অংশে দুটি বিপরীত স্পিন রাজ্যের মধ্যে স্পিন অবক্ষয়কে দূর করা। এটি সাধারণত ফ্যারাডে বা জিমন প্রভাবের অধীনে চৌম্বকীয় ক্ষেত্র প্রয়োগ করে অর্জন করা হয়, যদিও এই পদ্ধতিগুলি সাধারণত একটি শক্তিশালী চৌম্বকীয় ক্ষেত্রের প্রয়োজন হয় এবং মাইক্রোসোর্স উত্পাদন করতে পারে না। আরেকটি প্রতিশ্রুতিবদ্ধ পদ্ধতির একটি জ্যামিতিক ক্যামেরা সিস্টেমের উপর ভিত্তি করে যা গতিবেগের জায়গাতে ফোটনের স্পিন-স্প্লিট রাজ্যগুলি তৈরি করতে একটি কৃত্রিম চৌম্বকীয় ক্ষেত্র ব্যবহার করে।
দুর্ভাগ্যক্রমে, স্পিন বিভক্ত রাষ্ট্রগুলির পূর্ববর্তী পর্যবেক্ষণগুলি নিম্ন-ভর ফ্যাক্টর প্রচারের মোডগুলির উপর প্রচুর নির্ভর করেছে, যা উত্সগুলির স্থানিক এবং অস্থায়ী সংহতির উপর বিরূপ প্রতিবন্ধকতা চাপিয়ে দেয়। এই পদ্ধতির ব্লক লেজার-লাভ উপকরণগুলির স্পিন-নিয়ন্ত্রিত প্রকৃতির দ্বারাও বাধাগ্রস্থ হয়, যা সক্রিয়ভাবে নিয়ন্ত্রণ করতে সহজেই ব্যবহার করা যায় না বা করতে পারে নাহালকা উত্স, বিশেষত ঘরের তাপমাত্রায় চৌম্বকীয় ক্ষেত্রগুলির অনুপস্থিতিতে।
উচ্চ-কিউ স্পিন-স্প্লিটিং রাজ্যগুলি অর্জনের জন্য, গবেষকরা বিভিন্ন প্রতিসাম্য সহ ফোটোনিক স্পিন ল্যাটিসগুলি তৈরি করেছিলেন, যার মধ্যে একটি বিপরীত অসামান্যতাযুক্ত একটি কোর এবং একটি ডাব্লুএস 2 একক স্তরের সাথে সংহত একটি বিপরীত প্রতিসাম্য খাম সহ, দীর্ঘস্থায়ীভাবে সীমাবদ্ধ স্পিন উপত্যকাগুলি উত্পাদন করতে। গবেষকদের দ্বারা ব্যবহৃত মৌলিক বিপরীত অসামান্য জালির দুটি গুরুত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্য রয়েছে।
তাদের সমন্বিত ভিন্ন ভিন্ন অ্যানিসোট্রপিক ন্যানোপরাস এর জ্যামিতিক ফেজ স্পেস প্রকরণের কারণে সৃষ্ট নিয়ন্ত্রণযোগ্য স্পিন-নির্ভর পারস্পরিক ল্যাটিক্স ভেক্টর। এই ভেক্টর স্পিন অবক্ষয় ব্যান্ডটিকে গতিবেগের স্পেসে দুটি স্পিন-মেরুকৃত শাখায় বিভক্ত করে, যা ফোটোনিক রাশবার্গ এফেক্ট হিসাবে পরিচিত।
ধারাবাহিকতায় উচ্চ কিউ প্রতিসাম্য (কোয়া) আবদ্ধ রাজ্যগুলির একটি জুটি, যথা ± কে (ব্রিলুইন ব্যান্ড এঙ্গেল) ফোটন স্পিন উপত্যকাগুলি স্পিন বিভাজন শাখার প্রান্তে, সমান প্রশস্ততার সুসংগত সুপারপজিশন গঠন করে।
অধ্যাপক কোরেন উল্লেখ করেছিলেন: "আমরা ডাব্লুএস 2 মনোলাইডগুলি লাভের উপাদান হিসাবে ব্যবহার করেছি কারণ এই সরাসরি ব্যান্ড-গ্যাপ ট্রানজিশন মেটাল ডিসলফাইডের একটি অনন্য উপত্যকার সিউডো-স্পিন রয়েছে এবং ভ্যালি ইলেক্ট্রনগুলিতে বিকল্প তথ্য বাহক হিসাবে ব্যাপকভাবে অধ্যয়ন করা হয়েছে। বিশেষত, তাদের ± কে 'ভ্যালি এক্সিটনস (যা প্ল্যানার স্পিন-পোলারাইজড ডিপোল এমিটার আকারে বিকিরণ করে) উপত্যকার তুলনা নির্বাচনের নিয়ম অনুসারে স্পিন-মেরুযুক্ত আলো দ্বারা নির্বাচিতভাবে উত্তেজিত হতে পারে, এইভাবে একটি চৌম্বকীয়ভাবে ফ্রি স্পিনকে সক্রিয়ভাবে নিয়ন্ত্রণ করেঅপটিক্যাল উত্স.
একক-স্তর ইন্টিগ্রেটেড স্পিন ভ্যালি মাইক্রোকেভিটিতে, ± কে 'ভ্যালি এক্সিটনগুলি মেরুকরণের মিলের মাধ্যমে ± কে স্পিন ভ্যালি স্টেটে মিলিত হয় এবং ঘরের তাপমাত্রায় স্পিন এক্সিটন লেজারটি শক্তিশালী হালকা প্রতিক্রিয়া দ্বারা উপলব্ধি করা হয়। একই সময়ে,লেজারমেকানিজম সিস্টেমের ন্যূনতম ক্ষতির অবস্থা খুঁজে পেতে এবং ± কে স্পিন উপত্যকার বিপরীতে জ্যামিতিক পর্বের উপর ভিত্তি করে লক-ইন পারস্পরিক সম্পর্ককে পুনরায় প্রতিষ্ঠিত করতে প্রাথমিকভাবে পর্যায়-স্বতন্ত্র ± কে 'ভ্যালি এক্সিটনকে চালিত করে।
এই লেজার প্রক্রিয়া দ্বারা চালিত ভ্যালি কোহরেন্স অন্তর্বর্তী বিচ্ছুরণের কম তাপমাত্রা দমন করার প্রয়োজনীয়তা দূর করে। এছাড়াও, রাশবা মনোলোয়ার লেজারের ন্যূনতম ক্ষতির অবস্থা লিনিয়ার (সার্কুলার) পাম্প মেরুকরণ দ্বারা সংশোধন করা যেতে পারে, যা লেজারের তীব্রতা এবং স্থানিক সংহতি নিয়ন্ত্রণের একটি উপায় সরবরাহ করে। "
অধ্যাপক হাসমান ব্যাখ্যা করেছেন: “প্রকাশিতফোটোনিকস্পিন ভ্যালি রাশবা প্রভাব পৃষ্ঠ-নির্গমন স্পিন অপটিক্যাল উত্সগুলি তৈরির জন্য একটি সাধারণ প্রক্রিয়া সরবরাহ করে। একটি একক স্তর ইন্টিগ্রেটেড স্পিন ভ্যালি মাইক্রোকেভিটিতে প্রদর্শিত উপত্যকা সংহতি আমাদের কুইটসের মাধ্যমে ± কে 'ভ্যালি এক্সিটনগুলির মধ্যে কোয়ান্টাম তথ্য জড়িয়ে পড়ার এক ধাপ কাছাকাছি নিয়ে আসে।
দীর্ঘদিন ধরে, আমাদের দলটি স্পিন অপটিক্স বিকাশ করছে, ফোটন স্পিনকে বৈদ্যুতিন চৌম্বকীয় তরঙ্গগুলির আচরণ নিয়ন্ত্রণের জন্য কার্যকর সরঞ্জাম হিসাবে ব্যবহার করে। 2018 সালে, দ্বি-মাত্রিক উপকরণগুলিতে উপত্যকা সিউডো-স্পিন দ্বারা আগ্রহী, আমরা চৌম্বকীয় ক্ষেত্রগুলির অনুপস্থিতিতে পারমাণবিক-স্কেল স্পিন অপটিক্যাল উত্সগুলির সক্রিয় নিয়ন্ত্রণ তদন্তের জন্য একটি দীর্ঘমেয়াদী প্রকল্প শুরু করেছি। আমরা একটি একক উপত্যকা এক্সিটন থেকে সুসংগত জ্যামিতিক পর্ব প্রাপ্তির সমস্যা সমাধানের জন্য অ-স্থানীয় বেরি ফেজ ত্রুটি মডেলটি ব্যবহার করি।
যাইহোক, এক্সিটনগুলির মধ্যে একটি শক্তিশালী সিঙ্ক্রোনাইজেশন ব্যবস্থার অভাবের কারণে, রাশুবা একক-স্তর আলোর উত্সে একাধিক উপত্যকা এক্সিটনগুলির মৌলিক সুসংগত সুপারপজিশন যা অর্জন করা হয়েছে তা অমীমাংসিত রয়ে গেছে। এই সমস্যাটি আমাদের উচ্চ কিউ ফোটনের রাশুবা মডেল সম্পর্কে ভাবতে অনুপ্রাণিত করে। নতুন শারীরিক পদ্ধতি উদ্ভাবনের পরে, আমরা এই গবেষণাপত্রে বর্ণিত রাশুবা একক-স্তর লেজার বাস্তবায়ন করেছি। "
এই অর্জনটি ধ্রুপদী এবং কোয়ান্টাম ক্ষেত্রগুলিতে সুসংগত স্পিন পারস্পরিক সম্পর্কের ঘটনা অধ্যয়নের জন্য পথ প্রশস্ত করে এবং স্পিনট্রোনিক এবং ফোটোনিক অপটোলেক্ট্রোনিক ডিভাইসগুলির প্রাথমিক গবেষণা এবং ব্যবহারের জন্য একটি নতুন উপায় খোলে।