অপটোইলেক্ট্রনিক ডিভাইসের একটি নতুন বিশ্ব

একটি নতুন বিশ্বেরঅপটোইলেক্ট্রনিক ডিভাইস

টেকনিওন-ইসরায়েল ইনস্টিটিউট অফ টেকনোলজির গবেষকরা একটি সুসংগতভাবে নিয়ন্ত্রিত স্পিন তৈরি করেছেনঅপটিক্যাল লেজারএকটি একক পারমাণবিক স্তরের উপর ভিত্তি করে।এই আবিষ্কারটি একটি একক পারমাণবিক স্তর এবং একটি অনুভূমিকভাবে সীমাবদ্ধ ফোটোনিক স্পিন জালির মধ্যে একটি সুসঙ্গত স্পিন-নির্ভর মিথস্ক্রিয়া দ্বারা সম্ভব হয়েছিল, যা ধারাবাহিকতায় আবদ্ধ অবস্থার ফোটনগুলির রাশাবা-টাইপ স্পিন বিভাজনের মাধ্যমে একটি উচ্চ-কিউ স্পিন উপত্যকাকে সমর্থন করে।
ফলাফল, নেচার ম্যাটেরিয়ালস-এ প্রকাশিত এবং এর গবেষণা সংক্ষিপ্তিতে হাইলাইট করা হয়েছে, ক্লাসিক্যাল এবং স্পিন-সম্পর্কিত ঘটনাগুলির অধ্যয়নের পথ প্রশস্ত করে।কোয়ান্টাম সিস্টেম, এবং অপটোইলেক্ট্রনিক ডিভাইসে ইলেক্ট্রন এবং ফোটন স্পিন এর মৌলিক গবেষণা এবং প্রয়োগের জন্য নতুন পথ খুলে দেয়।স্পিন অপটিক্যাল সোর্স ফোটন মোডকে ইলেক্ট্রন ট্রানজিশনের সাথে একত্রিত করে, যা ইলেকট্রন এবং ফোটনের মধ্যে স্পিন তথ্য বিনিময় অধ্যয়ন করার এবং উন্নত অপটোইলেক্ট্রনিক ডিভাইস তৈরি করার জন্য একটি পদ্ধতি প্রদান করে।

স্পিন ভ্যালি অপটিক্যাল মাইক্রোক্যাভিটিগুলি ইনভার্সন অ্যাসিমেট্রি (হলুদ কোর অঞ্চল) এবং ইনভার্সন সিমেট্রি (সায়ান ক্ল্যাডিং অঞ্চল) সহ ফোটোনিক স্পিন জালিকে ইন্টারফেস করে তৈরি করা হয়।
এই উত্সগুলি তৈরি করার জন্য, একটি পূর্বশর্ত হল ফোটন বা ইলেক্ট্রন অংশে দুটি বিপরীত স্পিন অবস্থার মধ্যে স্পিন অবক্ষয় দূর করা।এটি সাধারণত ফ্যারাডে বা জিম্যান প্রভাবের অধীনে একটি চৌম্বক ক্ষেত্র প্রয়োগ করে অর্জন করা হয়, যদিও এই পদ্ধতিগুলির জন্য সাধারণত একটি শক্তিশালী চৌম্বক ক্ষেত্রের প্রয়োজন হয় এবং একটি মাইক্রোসোর্স তৈরি করতে পারে না।আরেকটি প্রতিশ্রুতিশীল পদ্ধতি একটি জ্যামিতিক ক্যামেরা সিস্টেমের উপর ভিত্তি করে যা একটি কৃত্রিম চৌম্বক ক্ষেত্র ব্যবহার করে ভরবেগ স্থানের ফোটনের স্পিন-বিভক্ত অবস্থা তৈরি করতে।
দুর্ভাগ্যবশত, স্পিন বিভক্ত অবস্থার পূর্ববর্তী পর্যবেক্ষণগুলি কম ভরের ফ্যাক্টর প্রচার মোডের উপর অনেক বেশি নির্ভর করে, যা উত্সগুলির স্থানিক এবং অস্থায়ী সমন্বয়ের উপর প্রতিকূল সীমাবদ্ধতা আরোপ করে।এই পদ্ধতিটি ব্লকি লেজার-লাভ উপাদানগুলির স্পিন-নিয়ন্ত্রিত প্রকৃতির দ্বারাও বাধাগ্রস্ত হয়, যা সক্রিয়ভাবে নিয়ন্ত্রণ করতে সহজে ব্যবহার করা যায় না বা করা যায় না।আলোর উৎস, বিশেষ করে ঘরের তাপমাত্রায় চৌম্বক ক্ষেত্রের অনুপস্থিতিতে।
উচ্চ-কিউ স্পিন-বিভক্ত অবস্থা অর্জনের জন্য, গবেষকরা পার্শ্বীয়ভাবে সীমাবদ্ধ স্পিন উপত্যকা তৈরি করার জন্য, বিপরীত প্রতিসাম্য সহ একটি কোর এবং একটি WS2 একক স্তরের সাথে একীভূত একটি ইনভার্সন সিমেট্রিক খাম সহ বিভিন্ন প্রতিসাম্য সহ ফটোনিক স্পিন ল্যাটিস তৈরি করেছিলেন।গবেষকদের দ্বারা ব্যবহৃত মৌলিক বিপরীত অসমমিতিক জালিটির দুটি গুরুত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্য রয়েছে।
নিয়ন্ত্রনযোগ্য স্পিন-নির্ভর পারস্পরিক জালি ভেক্টর জ্যামিতিক পর্যায় স্থান পরিবর্তনের কারণে সৃষ্ট ভিন্ন ভিন্ন অ্যানিসোট্রপিক ন্যানোপোরাসের সমন্বয়ে গঠিত।এই ভেক্টরটি স্পিন ডিগ্রেডেশন ব্যান্ডকে ভরবেগ স্থানের দুটি স্পিন-পোলারাইজড শাখায় বিভক্ত করে, যা ফোটোনিক রাশবার্গ প্রভাব নামে পরিচিত।
কন্টিনিউমে উচ্চ Q প্রতিসম (অর্ধ) আবদ্ধ অবস্থার একটি জোড়া, যথা ±K(ব্রিলোইন ব্যান্ড অ্যাঙ্গেল) ফোটন স্পিন উপত্যকা স্পিন বিভাজন শাখার প্রান্তে, সমান প্রশস্ততার একটি সুসংগত সুপারপজিশন গঠন করে।
অধ্যাপক কোরেন উল্লেখ করেছেন: "আমরা WS2 মনোলাইডগুলিকে লাভ উপাদান হিসাবে ব্যবহার করেছি কারণ এই সরাসরি ব্যান্ড-গ্যাপ ট্রানজিশন মেটাল ডাইসলফাইডের একটি অনন্য উপত্যকা সিউডো-স্পিন রয়েছে এবং উপত্যকা ইলেকট্রনের বিকল্প তথ্য বাহক হিসাবে ব্যাপকভাবে অধ্যয়ন করা হয়েছে৷বিশেষত, তাদের ±K' উপত্যকা এক্সিটন (যা প্ল্যানার স্পিন-পোলারাইজড ডাইপোল ইমিটারের আকারে বিকিরণ করে) উপত্যকার তুলনা নির্বাচনের নিয়ম অনুসারে স্পিন-পোলারাইজড আলো দ্বারা নির্বাচিতভাবে উত্তেজিত হতে পারে, এইভাবে সক্রিয়ভাবে একটি চৌম্বকীয় মুক্ত স্পিন নিয়ন্ত্রণ করে।অপটিক্যাল উৎস.
একটি একক-স্তর সমন্বিত স্পিন ভ্যালি মাইক্রোক্যাভিটিতে, ±K' উপত্যকা এক্সিটনগুলিকে মেরুকরণের মাধ্যমে ±K স্পিন ভ্যালি স্টেটের সাথে মিলিত করা হয়, এবং কক্ষ তাপমাত্রায় স্পিন এক্সিটন লেজার শক্তিশালী হালকা প্রতিক্রিয়া দ্বারা উপলব্ধি করা হয়।একই সময়ে, দলেজারমেকানিজম সিস্টেমের ন্যূনতম ক্ষতির অবস্থা খুঁজে পেতে প্রাথমিকভাবে ফেজ-স্বাধীন ±K' ভ্যালি এক্সিটনগুলিকে চালিত করে এবং ±K স্পিন ভ্যালির বিপরীতে জ্যামিতিক ফেজের উপর ভিত্তি করে লক-ইন পারস্পরিক সম্পর্ক পুনঃপ্রতিষ্ঠিত করে।
এই লেজার মেকানিজম দ্বারা চালিত উপত্যকার সুসংগততা কম তাপমাত্রায় বিরতিহীন বিক্ষিপ্তকরণের প্রয়োজনীয়তা দূর করে।উপরন্তু, রাশবা মনোলেয়ার লেজারের সর্বনিম্ন ক্ষতির অবস্থা রৈখিক (বৃত্তাকার) পাম্প পোলারাইজেশন দ্বারা পরিমিত করা যেতে পারে, যা লেজারের তীব্রতা এবং স্থানিক সংগতি নিয়ন্ত্রণ করার একটি উপায় প্রদান করে।"
অধ্যাপক হাসমান ব্যাখ্যা করেছেন: “প্রকাশিতফোটোনিকস্পিন ভ্যালি রাশবা প্রভাব পৃষ্ঠ-নির্গত স্পিন অপটিক্যাল উত্স নির্মাণের জন্য একটি সাধারণ প্রক্রিয়া প্রদান করে।একটি একক-স্তর সমন্বিত স্পিন ভ্যালি মাইক্রোক্যাভিটিতে প্রদর্শিত উপত্যকার সমন্বয় আমাদেরকে কিউবিটের মাধ্যমে ±K' উপত্যকা এক্সিটনগুলির মধ্যে কোয়ান্টাম তথ্য এনট্যাঙ্গেলমেন্ট অর্জনের এক ধাপ কাছাকাছি নিয়ে আসে।
দীর্ঘকাল ধরে, আমাদের দল স্পিন অপটিক্স তৈরি করছে, ফোটন স্পিনকে ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক তরঙ্গের আচরণ নিয়ন্ত্রণের জন্য কার্যকরী হাতিয়ার হিসেবে ব্যবহার করে।2018 সালে, দ্বি-মাত্রিক পদার্থে উপত্যকার সিউডো-স্পিন দ্বারা আগ্রহী হয়ে, আমরা চৌম্বকীয় ক্ষেত্রের অনুপস্থিতিতে পারমাণবিক-স্কেল স্পিন অপটিক্যাল উত্সগুলির সক্রিয় নিয়ন্ত্রণ তদন্ত করার জন্য একটি দীর্ঘমেয়াদী প্রকল্প শুরু করেছি।আমরা একটি একক ভ্যালি এক্সিটন থেকে সুসঙ্গত জ্যামিতিক ফেজ পাওয়ার সমস্যা সমাধানের জন্য অ-স্থানীয় বেরি ফেজ ত্রুটি মডেল ব্যবহার করি।
যাইহোক, এক্সিটনগুলির মধ্যে একটি শক্তিশালী সিঙ্ক্রোনাইজেশন প্রক্রিয়ার অভাবের কারণে, রাশুবা একক-স্তর আলোর উত্সে একাধিক উপত্যকার এক্সিটনের মৌলিক সুসংগত সুপারপজিশন অমীমাংসিত রয়ে গেছে।এই সমস্যাটি আমাদের উচ্চ Q ফোটনের রাশুবা মডেল সম্পর্কে চিন্তা করতে অনুপ্রাণিত করে।নতুন শারীরিক পদ্ধতি উদ্ভাবনের পর, আমরা এই কাগজে বর্ণিত রাশুবা একক-স্তর লেজার প্রয়োগ করেছি।"
এই কৃতিত্ব শাস্ত্রীয় এবং কোয়ান্টাম ক্ষেত্রের সুসংগত স্পিন পারস্পরিক সম্পর্ক বিষয়ক অধ্যয়নের পথ প্রশস্ত করে এবং স্পিনট্রনিক এবং ফোটোনিক অপটোইলেক্ট্রনিক ডিভাইসগুলির মৌলিক গবেষণা এবং ব্যবহারের জন্য একটি নতুন পথ খুলে দেয়।