একটি নতুন বিশ্বঅপটোইলেকট্রনিক ডিভাইস
টেকনিয়ন-ইসরায়েল ইনস্টিটিউট অফ টেকনোলজির গবেষকরা একটি সুসংগতভাবে নিয়ন্ত্রিত স্পিন তৈরি করেছেন।অপটিক্যাল লেজারএকটি একক পারমাণবিক স্তরের উপর ভিত্তি করে। এই আবিষ্কারটি সম্ভব হয়েছে একটি একক পারমাণবিক স্তর এবং একটি অনুভূমিকভাবে সীমাবদ্ধ ফোটোনিক স্পিন ল্যাটিসের মধ্যেকার একটি সুসংগত স্পিন-নির্ভর মিথস্ক্রিয়ার মাধ্যমে, যা কন্টিনিউয়ামে আবদ্ধ অবস্থার ফোটনগুলির রাশাবা-ধরণের স্পিন বিভাজনের মাধ্যমে একটি উচ্চ-Q স্পিন ভ্যালিকে সমর্থন করে।
নেচার ম্যাটেরিয়ালস-এ প্রকাশিত এবং এর গবেষণা সারসংক্ষেপে বিশেষভাবে উল্লিখিত এই ফলাফলটি, চিরায়ত এবং অধিবিজ্ঞানে সুসংগত স্পিন-সম্পর্কিত ঘটনা অধ্যয়নের পথ প্রশস্ত করে।কোয়ান্টাম সিস্টেমএবং অপটোইলেকট্রনিক ডিভাইসে ইলেকট্রন ও ফোটন স্পিনের মৌলিক গবেষণা ও প্রয়োগের জন্য নতুন দিগন্ত উন্মোচন করে। স্পিন অপটিক্যাল সোর্স ফোটন মোডকে ইলেকট্রন ট্রানজিশনের সাথে একত্রিত করে, যা ইলেকট্রন ও ফোটনের মধ্যে স্পিন তথ্য বিনিময় অধ্যয়ন এবং উন্নত অপটোইলেকট্রনিক ডিভাইস বিকাশের একটি পদ্ধতি প্রদান করে।
ইনভার্সন অপ্রতিসমতা (হলুদ কোর অঞ্চল) এবং ইনভার্সন প্রতিসমতা (সায়ান ক্ল্যাডিং অঞ্চল) যুক্ত ফোটোনিক স্পিন ল্যাটিসের আন্তঃসংযোগের মাধ্যমে স্পিন ভ্যালি অপটিক্যাল মাইক্রোক্যাভিটি তৈরি করা হয়।
এই উৎসগুলো তৈরি করার জন্য একটি পূর্বশর্ত হলো ফোটন বা ইলেকট্রন অংশে দুটি বিপরীত স্পিন অবস্থার মধ্যেকার স্পিন ডিজেনারেসি দূর করা। এটি সাধারণত ফ্যারাডে বা জিম্যান প্রভাবের অধীনে একটি চৌম্বক ক্ষেত্র প্রয়োগের মাধ্যমে অর্জন করা হয়, যদিও এই পদ্ধতিগুলোর জন্য সাধারণত একটি শক্তিশালী চৌম্বক ক্ষেত্রের প্রয়োজন হয় এবং এগুলো কোনো মাইক্রোসোর্স তৈরি করতে পারে না। আরেকটি সম্ভাবনাময় পদ্ধতি হলো একটি জ্যামিতিক ক্যামেরা সিস্টেমের উপর ভিত্তি করে তৈরি, যা মোমেন্টাম স্পেসে ফোটনের স্পিন-বিভক্ত অবস্থা তৈরি করতে একটি কৃত্রিম চৌম্বক ক্ষেত্র ব্যবহার করে।
দুর্ভাগ্যবশত, স্পিন বিভক্ত অবস্থার পূর্ববর্তী পর্যবেক্ষণগুলো মূলত কম ভর-গুণক বিশিষ্ট সঞ্চালন পদ্ধতির উপর নির্ভরশীল ছিল, যা উৎসগুলোর স্থানিক ও কালিক সঙ্গতির উপর প্রতিকূল সীমাবদ্ধতা আরোপ করে। এই পদ্ধতিটি ব্লক-আকৃতির লেজার-গেইন উপাদানগুলোর স্পিন-নিয়ন্ত্রিত প্রকৃতির কারণেও বাধাগ্রস্ত হয়, যেগুলোকে সক্রিয়ভাবে নিয়ন্ত্রণ করার জন্য ব্যবহার করা যায় না বা সহজে করা যায় না।আলোর উৎসবিশেষত কক্ষ তাপমাত্রায় চৌম্বক ক্ষেত্রের অনুপস্থিতিতে।
উচ্চ-Q স্পিন-স্প্লিটিং অবস্থা অর্জনের জন্য, গবেষকরা পার্শ্বীয়ভাবে সীমাবদ্ধ স্পিন ভ্যালি তৈরি করতে বিভিন্ন প্রতিসাম্যযুক্ত ফোটোনিক স্পিন ল্যাটিস নির্মাণ করেছেন, যার মধ্যে রয়েছে ইনভার্সন অপ্রতিসাম্যযুক্ত একটি কোর এবং একটি WS2 একক স্তরের সাথে সমন্বিত একটি ইনভার্সন প্রতিসম এনভেলপ। গবেষকদের দ্বারা ব্যবহৃত মৌলিক ইনভার্স অপ্রতিসম ল্যাটিসটির দুটি গুরুত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্য রয়েছে।
এদের দ্বারা গঠিত অসমসত্ত্ব অ্যানাইসোট্রপিক ন্যানোপোরাসের জ্যামিতিক ফেজ স্পেস পরিবর্তনের কারণে সৃষ্ট নিয়ন্ত্রণযোগ্য স্পিন-নির্ভর রেসিপ্রোকাল ল্যাটিস ভেক্টর। এই ভেক্টরটি মোমেন্টাম স্পেসে স্পিন ডিগ্রেডেশন ব্যান্ডকে দুটি স্পিন-পোলারাইজড শাখায় বিভক্ত করে, যা ফোটোনিক রাশবার্গ প্রভাব নামে পরিচিত।
কন্টিনিউয়ামে অবস্থিত একজোড়া উচ্চ Q প্রতিসম (কোয়াসি) আবদ্ধ অবস্থা, অর্থাৎ স্পিন স্প্লিটিং শাখার প্রান্তে অবস্থিত ±K (ব্রিলুইন ব্যান্ড কোণ) ফোটন স্পিন ভ্যালি, সমান বিস্তারবিশিষ্ট একটি সুসংগত উপরিপাতন গঠন করে।
অধ্যাপক কোরেন উল্লেখ করেছেন: “আমরা গেইন মেটেরিয়াল হিসেবে WS2 মনোলাইড ব্যবহার করেছি, কারণ এই ডাইরেক্ট ব্যান্ড-গ্যাপ ট্রানজিশন মেটাল ডাইসালফাইডের একটি অনন্য ভ্যালি সিউডো-স্পিন রয়েছে এবং ভ্যালি ইলেকট্রনে এটি একটি বিকল্প তথ্য বাহক হিসেবে ব্যাপকভাবে অধ্যয়ন করা হয়েছে। বিশেষত, এদের ±K' ভ্যালি এক্সাইটন (যা প্ল্যানার স্পিন-পোলারাইজড ডাইপোল এমিটারের আকারে বিকিরণ করে) ভ্যালি কম্প্যারিসন সিলেকশন রুলস অনুসারে স্পিন-পোলারাইজড আলো দ্বারা বেছে বেছে উত্তেজিত হতে পারে, যার ফলে একটি ম্যাগনেটিক্যালি ফ্রি স্পিনকে সক্রিয়ভাবে নিয়ন্ত্রণ করা যায়।”অপটিক্যাল উৎস.
একটি একক-স্তর সমন্বিত স্পিন ভ্যালি মাইক্রোক্যাভিটিতে, পোলারাইজেশন ম্যাচিংয়ের মাধ্যমে ±K' ভ্যালি এক্সাইটনগুলোকে ±K স্পিন ভ্যালি স্টেটের সাথে সংযুক্ত করা হয় এবং শক্তিশালী আলোক ফিডব্যাকের মাধ্যমে কক্ষ তাপমাত্রায় স্পিন এক্সাইটন লেজার তৈরি করা হয়। একই সময়ে,লেজারএই প্রক্রিয়াটি প্রাথমিকভাবে দশা-নিরপেক্ষ ±K 'ভ্যালি এক্সাইটনগুলোকে সিস্টেমের সর্বনিম্ন ক্ষয় অবস্থা খুঁজে পেতে চালিত করে এবং ±K স্পিন ভ্যালির বিপরীত জ্যামিতিক দশার উপর ভিত্তি করে লক-ইন কোরিলেশন পুনঃপ্রতিষ্ঠা করে।
এই লেজার কৌশল দ্বারা চালিত ভ্যালি কোহেরেন্স, সবিরাম বিক্ষেপণের নিম্ন-তাপমাত্রা দমনের প্রয়োজনীয়তা দূর করে। এছাড়াও, রাশবা মনোলেয়ার লেজারের সর্বনিম্ন লস স্টেটকে লিনিয়ার (বৃত্তাকার) পাম্প পোলারাইজেশন দ্বারা মডিউলেট করা যায়, যা লেজারের তীব্রতা এবং স্থানিক কোহেরেন্স নিয়ন্ত্রণের একটি উপায় প্রদান করে।
অধ্যাপক হাসমান ব্যাখ্যা করেন: “প্রকাশিতফোটোনিকস্পিন ভ্যালি রাশবা প্রভাব পৃষ্ঠ-নিঃসরণকারী স্পিন অপটিক্যাল উৎস নির্মাণের জন্য একটি সাধারণ কার্যপ্রণালী প্রদান করে। একটি একক-স্তর সমন্বিত স্পিন ভ্যালি মাইক্রোক্যাভিটিতে প্রদর্শিত ভ্যালি কোহেরেন্স, কিউবিটের মাধ্যমে ±K' ভ্যালি এক্সাইটনগুলির মধ্যে কোয়ান্টাম তথ্য এনট্যাঙ্গলমেন্ট অর্জনের দিকে আমাদেরকে এক ধাপ এগিয়ে নিয়ে যায়।
দীর্ঘদিন ধরে আমাদের দল তড়িৎচুম্বকীয় তরঙ্গের আচরণ নিয়ন্ত্রণের একটি কার্যকর উপায় হিসেবে ফোটন স্পিন ব্যবহার করে স্পিন অপটিক্স উদ্ভাবন করে আসছে। ২০১৮ সালে, দ্বিমাত্রিক পদার্থে ভ্যালি সিউডো-স্পিন দ্বারা অনুপ্রাণিত হয়ে, আমরা চৌম্বক ক্ষেত্রের অনুপস্থিতিতে পারমাণবিক-স্কেল স্পিন অপটিক্যাল উৎসের সক্রিয় নিয়ন্ত্রণ অনুসন্ধানের জন্য একটি দীর্ঘমেয়াদী প্রকল্প শুরু করি। একটিমাত্র ভ্যালি এক্সাইটন থেকে সুসংগত জ্যামিতিক দশা পাওয়ার সমস্যা সমাধানের জন্য আমরা নন-লোকাল বেরি ফেজ ডিফেক্ট মডেল ব্যবহার করি।
তবে, এক্সাইটনগুলোর মধ্যে একটি শক্তিশালী সিঙ্ক্রোনাইজেশন পদ্ধতির অভাবে, রাশুবা একক-স্তর আলোক উৎসে একাধিক ভ্যালি এক্সাইটনের যে মৌলিক সুসংগত উপরিপাতন অর্জিত হয়েছে, তা অমীমাংসিতই রয়ে গেছে। এই সমস্যাটিই আমাদেরকে উচ্চ Q ফোটনের রাশুবা মডেল নিয়ে ভাবতে অনুপ্রাণিত করেছে। নতুন ভৌত পদ্ধতি উদ্ভাবনের পর, আমরা এই গবেষণাপত্রে বর্ণিত রাশুবা একক-স্তর লেজারটি বাস্তবায়ন করেছি।
এই সাফল্য চিরায়ত ও কোয়ান্টাম ক্ষেত্রে সুসংগত স্পিন পারস্পরিক সম্পর্ক ঘটনার অধ্যয়নের পথ প্রশস্ত করে এবং স্পিনট্রনিক ও ফোটোনিক অপটোইলেকট্রনিক ডিভাইসের মৌলিক গবেষণা ও ব্যবহারের জন্য একটি নতুন দিগন্ত উন্মোচন করে।
পোস্ট করার সময়: মার্চ-১২-২০২৪