ଏକ ନୂତନ ଦୁନିଆଅପ୍ଟୋଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନିକ୍ ଡିଭାଇସ୍
ଟେକ୍ନିଅନ୍-ଇସ୍ରାଏଲ ଇନଷ୍ଟିଚ୍ୟୁଟ୍ ଅଫ୍ ଟେକ୍ନୋଲୋଜିର ଗବେଷକମାନେ ଏକ ସୁସଙ୍ଗତ ଭାବରେ ନିୟନ୍ତ୍ରିତ ସ୍ପିନ୍ ବିକଶିତ କରିଛନ୍ତିଅପ୍ଟିକାଲ୍ ଲେଜର୍ଏକକ ପରମାଣୁ ସ୍ତର ଉପରେ ଆଧାରିତ। ଏହି ଆବିଷ୍କାର ଏକକ ପରମାଣୁ ସ୍ତର ଏବଂ ଏକ ଭୂସମାନ୍ତର ସଙ୍କୁଚିତ ଫଟୋନିକ୍ ସ୍ପିନ୍ ଜାଲିସ୍ ମଧ୍ୟରେ ଏକ ସୁସଙ୍ଗତ ସ୍ପିନ୍-ନିର୍ଭରଶୀଳ ପାରସ୍ପରିକ କ୍ରିୟା ଦ୍ୱାରା ସମ୍ଭବ ହୋଇଥିଲା, ଯାହା କଣ୍ଟିନ୍ୟୁମ୍ରେ ବନ୍ଧିତ ଅବସ୍ଥାର ଫୋଟନ୍ଗୁଡ଼ିକର ରାସାବା-ପ୍ରକାର ସ୍ପିନ୍ ବିଭାଜନ ମାଧ୍ୟମରେ ଏକ ଉଚ୍ଚ-Q ସ୍ପିନ୍ ଉପତ୍ୟକାକୁ ସମର୍ଥନ କରେ।
ନେଚର ମ୍ୟାଟେରିଆଲ୍ସରେ ପ୍ରକାଶିତ ଏବଂ ଏହାର ଗବେଷଣା ସଂକ୍ଷିପ୍ତରେ ଆଲୋକପାତ କରାଯାଇଥିବା ଫଳାଫଳ, ଶାସ୍ତ୍ରୀୟ ଏବଂକ୍ୱାଣ୍ଟମ୍ ସିଷ୍ଟମ୍, ଏବଂ ଅପ୍ଟୋଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନିକ୍ ଡିଭାଇସଗୁଡ଼ିକରେ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନ୍ ଏବଂ ଫୋଟନ୍ ସ୍ପିନ୍ ର ମୌଳିକ ଗବେଷଣା ଏବଂ ପ୍ରୟୋଗ ପାଇଁ ନୂତନ ରାସ୍ତା ଖୋଲିଥାଏ। ସ୍ପିନ୍ ଅପ୍ଟିକାଲ୍ ସୋର୍ସ ଫୋଟନ୍ ମୋଡ୍ କୁ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନ୍ ଟ୍ରାଞ୍ଜିସନ୍ ସହିତ ମିଶ୍ରଣ କରେ, ଯାହା ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନ୍ ଏବଂ ଫୋଟନ୍ ମଧ୍ୟରେ ସ୍ପିନ୍ ସୂଚନା ବିନିମୟ ଅଧ୍ୟୟନ କରିବା ଏବଂ ଉନ୍ନତ ଅପ୍ଟୋଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନିକ୍ ଡିଭାଇସ୍ ବିକାଶ କରିବା ପାଇଁ ଏକ ପଦ୍ଧତି ପ୍ରଦାନ କରେ।
ସ୍ପିନ୍ ଭ୍ୟାଲି ଅପ୍ଟିକାଲ୍ ମାଇକ୍ରୋକେଭିଟିଗୁଡ଼ିକ ଇନଭର୍ସନ ଅସମିମେଟ୍ରି (ହଳଦିଆ କୋର ଅଞ୍ଚଳ) ଏବଂ ଇନଭର୍ସନ ସମିମେଟ୍ରି (ସିଆନ୍ କ୍ଲାଡିଂ ଅଞ୍ଚଳ) ସହିତ ଫଟୋନିକ୍ ସ୍ପିନ୍ ଜାଲିଗୁଡ଼ିକୁ ଇଣ୍ଟରଫେସ କରି ନିର୍ମିତ ହୋଇଥାଏ।
ଏହି ଉତ୍ସଗୁଡ଼ିକୁ ନିର୍ମାଣ କରିବା ପାଇଁ, ଏକ ପୂର୍ବ ଆବଶ୍ୟକତା ହେଉଛି ଫୋଟନ୍ କିମ୍ବା ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନ୍ ଅଂଶରେ ଦୁଇଟି ବିପରୀତ ସ୍ପିନ୍ ଅବସ୍ଥା ମଧ୍ୟରେ ସ୍ପିନ୍ ଅବକ୍ଷୟକୁ ଦୂର କରିବା। ଏହା ସାଧାରଣତଃ ଫାରାଡେ କିମ୍ବା ଜିମାନ ପ୍ରଭାବ ଅଧୀନରେ ଏକ ଚୁମ୍ବକୀୟ କ୍ଷେତ୍ର ପ୍ରୟୋଗ କରି ହାସଲ କରାଯାଏ, ଯଦିଓ ଏହି ପଦ୍ଧତିଗୁଡ଼ିକ ପାଇଁ ସାଧାରଣତଃ ଏକ ଶକ୍ତିଶାଳୀ ଚୁମ୍ବକୀୟ କ୍ଷେତ୍ର ଆବଶ୍ୟକ ହୁଏ ଏବଂ ଏକ ସୂକ୍ଷ୍ମ ଉତ୍ସ ଉତ୍ପାଦନ କରିପାରିବ ନାହିଁ। ଅନ୍ୟ ଏକ ପ୍ରତିଶ୍ରୁତିପୂର୍ଣ୍ଣ ପଦ୍ଧତି ଏକ ଜ୍ୟାମିତିକ କ୍ୟାମେରା ସିଷ୍ଟମ ଉପରେ ଆଧାରିତ ଯାହା ଗତି ସ୍ଥାନରେ ଫୋଟନ୍ର ସ୍ପିନ୍-ବିଭାଜିତ ଅବସ୍ଥା ସୃଷ୍ଟି କରିବା ପାଇଁ ଏକ କୃତ୍ରିମ ଚୁମ୍ବକୀୟ କ୍ଷେତ୍ର ବ୍ୟବହାର କରେ।
ଦୁର୍ଭାଗ୍ୟବଶତଃ, ସ୍ପିଲ୍ ବିଭାଜିତ ଅବସ୍ଥାର ପୂର୍ବ ପର୍ଯ୍ୟବେକ୍ଷଣଗୁଡ଼ିକ କମ୍-ବ୍ୟାସ୍ ଫ୍ୟାକ୍ଟର ପ୍ରସାରଣ ମୋଡ୍ ଉପରେ ବହୁତ ନିର୍ଭର କରିଛି, ଯାହା ଉତ୍ସର ସ୍ଥାନିକ ଏବଂ ସମୟଗତ ସମନ୍ୱୟ ଉପରେ ପ୍ରତିକୂଳ ପ୍ରତିବନ୍ଧକ ଲଗାଏ। ଏହି ପଦ୍ଧତି ମଧ୍ୟ ବ୍ଲକୀ ଲେଜର-ଲାଭ ସାମଗ୍ରୀର ସ୍ପିନ୍-ନିୟନ୍ତ୍ରିତ ପ୍ରକୃତି ଦ୍ୱାରା ବାଧାପ୍ରାପ୍ତ ହୁଏ, ଯାହାକୁ ସକ୍ରିୟ ଭାବରେ ନିୟନ୍ତ୍ରଣ କରିବାକୁ ସହଜରେ ବ୍ୟବହାର କରାଯାଇପାରିବ ନାହିଁ କିମ୍ବା କରାଯାଇପାରିବ ନାହିଁ।ଆଲୋକ ଉତ୍ସବିଶେଷକରି କୋଠରୀ ତାପମାତ୍ରାରେ ଚୁମ୍ବକୀୟ କ୍ଷେତ୍ରର ଅନୁପସ୍ଥିତିରେ।
ଉଚ୍ଚ-Q ସ୍ପିନ୍-ବିଭାଜନ ଅବସ୍ଥା ହାସଲ କରିବା ପାଇଁ, ଗବେଷକମାନେ ପାର୍ଶ୍ଵିକ ଭାବରେ ପ୍ରତିବନ୍ଧିତ ସ୍ପିନ୍ ଭ୍ୟାଲି ଉତ୍ପାଦନ କରିବା ପାଇଁ ବିଭିନ୍ନ ପ୍ରତିସମତା ସହିତ ଫଟୋନିକ୍ ସ୍ପିନ୍ ଜାଲିସ୍ ନିର୍ମାଣ କରିଥିଲେ, ଯେଉଁଥିରେ ଇନଭର୍ସନ ଅସମିମେଟ୍ରି ସହିତ ଏକ କୋର୍ ଏବଂ WS2 ସିଙ୍ଗଲ୍ ସ୍ତର ସହିତ ଏକୀକୃତ ଇନଭର୍ସନ ସମିମେଟ୍ରିକ୍ ଏନଭେଲ୍ପ୍ ଅନ୍ତର୍ଭୁକ୍ତ। ଗବେଷକମାନଙ୍କ ଦ୍ୱାରା ବ୍ୟବହୃତ ମୌଳିକ ଇନଭର୍ସ ଅସମିମେଟ୍ରିକ୍ ଜାଲିସ୍ ଦୁଇଟି ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ଗୁଣଧର୍ମ ରହିଛି।
ସେମାନଙ୍କ ଦ୍ୱାରା ଗଠିତ ହେଟୋଜେରୋଜେନିସ୍ ଆନିସୋଟ୍ରୋପିକ୍ ନାନୋପୋରସ୍ର ଜ୍ୟାମିତିକ ପର୍ଯ୍ୟାୟ ସ୍ଥାନ ପରିବର୍ତ୍ତନ ଯୋଗୁଁ ନିୟନ୍ତ୍ରିତ ସ୍ପିନ୍-ନିର୍ଭରଶୀଳ ପାରସ୍ପରିକ ଜାଲିସ୍ ଭେକ୍ଟର। ଏହି ଭେକ୍ଟର ସ୍ପିନ୍ ଡିଗ୍ରେଡେସନ୍ ବ୍ୟାଣ୍ଡକୁ ଗତି ସ୍ଥାନରେ ଦୁଇଟି ସ୍ପିନ୍-ପୋଲାରାଇଜଡ୍ ଶାଖାରେ ବିଭକ୍ତ କରେ, ଯାହାକୁ ଫଟୋନିକ୍ ରସବର୍ଗ ପ୍ରଭାବ କୁହାଯାଏ।
ସ୍ପିଲ୍ ବିଭାଜନ ଶାଖାର ଧାରରେ ଥିବା ±K (ବ୍ରିଲୋଇନ୍ ବ୍ୟାଣ୍ଡ ଆଙ୍ଗଲ୍) ଫୋଟନ୍ ସ୍ପିଲ୍ ଉପତ୍ୟକା ଯଥା କଣ୍ଟିନ୍ୟୁମ୍ରେ ଉଚ୍ଚ Q ପ୍ରତିସମିତ (କ୍ୱାସି) ବନ୍ଧା ଅବସ୍ଥାର ଏକ ଯୋଡ଼ି, ସମାନ ଆମ୍ପ୍ଲିଚ୍ୟୁଡ୍ର ଏକ ସୁସଙ୍ଗତ ସୁପରପୋଜିସନ୍ ଗଠନ କରେ।
ପ୍ରଫେସର କୋରେନ୍ ଉଲ୍ଲେଖ କରିଛନ୍ତି: "ଆମେ WS2 ମନୋଲାଇଡ୍ସକୁ ଲାଭ ସାମଗ୍ରୀ ଭାବରେ ବ୍ୟବହାର କରିଥିଲୁ କାରଣ ଏହି ପ୍ରତ୍ୟକ୍ଷ ବ୍ୟାଣ୍ଡ-ଗ୍ୟାପ୍ ଟ୍ରାଞ୍ଜିସନ୍ ଧାତୁ ଡାଇସଲଫାଇଡର ଏକ ଅନନ୍ୟ ଭ୍ୟାଲି ସ୍ୟୁଡୋ-ସ୍ପିନ୍ ଅଛି ଏବଂ ଭ୍ୟାଲି ଇଲେକ୍ଟ୍ରନରେ ଏକ ବିକଳ୍ପ ସୂଚନା ବାହକ ଭାବରେ ବ୍ୟାପକ ଭାବରେ ଅଧ୍ୟୟନ କରାଯାଇଛି। ବିଶେଷକରି, ସେମାନଙ୍କର ±K 'ଭ୍ୟାଲି ଏକ୍ସାଇଟନ୍ (ଯାହା ପ୍ଲାନର୍ ସ୍ପିନ୍-ପୋଲାରାଇଜ୍ଡ୍ ଡାଇପୋଲ୍ ଏମିଟର୍ ଭାବରେ ବିକିରଣ କରେ) ଭ୍ୟାଲି ତୁଳନା ଚୟନ ନିୟମ ଅନୁସାରେ ସ୍ପିନ୍-ପୋଲାରାଇଜ୍ଡ୍ ଆଲୋକ ଦ୍ୱାରା ଚୟନିତ ଭାବରେ ଉତ୍ତେଜିତ ହୋଇପାରିବ, ଏହିପରି ସକ୍ରିୟ ଭାବରେ ଏକ ଚୁମ୍ବକୀୟ ମୁକ୍ତ ସ୍ପିନ୍ ନିୟନ୍ତ୍ରଣ କରିପାରିବ।"ଅପ୍ଟିକାଲ୍ ସୋର୍ସ.
ଏକକ-ସ୍ତର ସମନ୍ୱିତ ସ୍ପିନ୍ ଭ୍ୟାଲି ମାଇକ୍ରୋକେଭିଟିରେ, ±K 'ଭ୍ୟାଲି ଏକ୍ସାଇଟନ୍ଗୁଡ଼ିକୁ ଧ୍ରୁବୀକରଣ ମେଳ ଦ୍ୱାରା ±K ସ୍ପିନ୍ ଭ୍ୟାଲି ଅବସ୍ଥା ସହିତ ଯୋଡା ଯାଇଥାଏ, ଏବଂ କୋଠରୀ ତାପମାତ୍ରାରେ ସ୍ପିନ୍ ଏକ୍ସାଇଟନ୍ ଲେଜରକୁ ଶକ୍ତିଶାଳୀ ଆଲୋକ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ଦ୍ୱାରା ଅନୁଭବ କରାଯାଏ। ସେହି ସମୟରେ,ଲେଜର୍ଯନ୍ତ୍ରପାତିର ସର୍ବନିମ୍ନ କ୍ଷତି ଅବସ୍ଥା ଖୋଜିବା ପାଇଁ ଏବଂ ±K ସ୍ପିନ୍ ଭ୍ୟାଲିର ବିପରୀତ ଜ୍ୟାମିତିକ ପର୍ଯ୍ୟାୟ ଉପରେ ଆଧାରିତ ଲକ୍-ଇନ୍ ସହସଂଯୋଗକୁ ପୁନଃସ୍ଥାପିତ କରିବା ପାଇଁ ପ୍ରାରମ୍ଭିକ ପର୍ଯ୍ୟାୟ-ସ୍ୱାଧୀନ ±K 'ଭ୍ୟାଲି ଏକ୍ସିଟନଗୁଡ଼ିକୁ ଚାଳିତ କରେ।
ଏହି ଲେଜର ମେକାନିଜିମ୍ ଦ୍ୱାରା ପରିଚାଳିତ ଉପତ୍ୟକା ସମନ୍ୱୟ ଅନ୍ତରାୟ ବିଚ୍ଛୁରନର ନିମ୍ନ ତାପମାତ୍ରା ଦମନର ଆବଶ୍ୟକତାକୁ ଦୂର କରେ। ଏହା ସହିତ, ରାସବା ମୋନୋଲେୟର ଲେଜରର ସର୍ବନିମ୍ନ କ୍ଷତି ଅବସ୍ଥାକୁ ରେଖୀୟ (ବୃତ୍ତାକାର) ପମ୍ପ ଧ୍ରୁବୀକରଣ ଦ୍ୱାରା ମଡ୍ୟୁଲେଟ୍ କରାଯାଇପାରିବ, ଯାହା ଲେଜର ତୀବ୍ରତା ଏବଂ ସ୍ଥାନିକ ସମନ୍ୱୟକୁ ନିୟନ୍ତ୍ରଣ କରିବାର ଏକ ଉପାୟ ପ୍ରଦାନ କରେ।"
ପ୍ରଫେସର ହାସମାନ ବ୍ୟାଖ୍ୟା କରନ୍ତି: “ପ୍ରକାଶିତଫଟୋନିକ୍ସ୍ପିନ୍ ଭ୍ୟାଲି ରାସବା ପ୍ରଭାବ ପୃଷ୍ଠ-ନିର୍ମିଶ୍ରଣକାରୀ ସ୍ପିନ୍ ଅପ୍ଟିକାଲ୍ ଉତ୍ସ ନିର୍ମାଣ ପାଇଁ ଏକ ସାଧାରଣ ଯନ୍ତ୍ରପାତି ପ୍ରଦାନ କରେ। ଏକକ-ସ୍ତର ସମନ୍ୱିତ ସ୍ପିନ୍ ଭ୍ୟାଲି ମାଇକ୍ରୋକେଭିଟିରେ ପ୍ରଦର୍ଶିତ ଉପତ୍ୟକା ସମନ୍ୱୟ ଆମକୁ କ୍ୟୁବିଟ୍ ମାଧ୍ୟମରେ ±K 'ଭ୍ୟାଲି ଏକ୍ସାଇଟନ୍ ମଧ୍ୟରେ କ୍ୱାଣ୍ଟମ୍ ସୂଚନା ଜଡ଼ିତ କରିବା ପାଇଁ ଗୋଟିଏ ପଦକ୍ଷେପ ନିକଟତର କରିଥାଏ।
ଦୀର୍ଘ ସମୟ ଧରି, ଆମର ଦଳ ବିଦ୍ୟୁତ୍-ଚୁମ୍ବକୀୟ ତରଙ୍ଗର ଆଚରଣ ନିୟନ୍ତ୍ରଣ ପାଇଁ ଫୋଟନ୍ ସ୍ପିନ୍ ବ୍ୟବହାର କରି ସ୍ପିନ୍ ଅପ୍ଟିକ୍ସ ବିକଶିତ କରିଆସୁଛି। ୨୦୧୮ ମସିହାରେ, ଦ୍ୱି-ପରିମାଣୀୟ ସାମଗ୍ରୀରେ ଭ୍ୟାଲି ସ୍ୟୁଡୋ-ସ୍ପିନ୍ ଦ୍ୱାରା ଆକର୍ଷିତ ହୋଇ, ଆମେ ଚୁମ୍ବକୀୟ କ୍ଷେତ୍ରର ଅନୁପସ୍ଥିତିରେ ପରମାଣୁ-ସ୍କେଲ ସ୍ପିନ୍ ଅପ୍ଟିକାଲ୍ ଉତ୍ସର ସକ୍ରିୟ ନିୟନ୍ତ୍ରଣ ଅନୁସନ୍ଧାନ କରିବା ପାଇଁ ଏକ ଦୀର୍ଘକାଳୀନ ପ୍ରକଳ୍ପ ଆରମ୍ଭ କରିଥିଲୁ। ଏକକ ଭ୍ୟାଲି ଏକ୍ସାଇଟ୍ନରୁ ସୁସଙ୍ଗତ ଜ୍ୟାମିତିକ ପର୍ଯ୍ୟାୟ ପାଇବାର ସମସ୍ୟାର ସମାଧାନ ପାଇଁ ଆମେ ଅଣ-ସ୍ଥାନୀୟ ବେରି ପର୍ଯ୍ୟାୟ ତ୍ରୁଟି ମଡେଲ ବ୍ୟବହାର କରୁ।
ତଥାପି, ଏକ୍ସାଇଟନ୍ ମଧ୍ୟରେ ଏକ ଦୃଢ଼ ସିଙ୍କ୍ରୋନାଇଜେସନ୍ ମେଣ୍ଟର ଅଭାବ ଯୋଗୁଁ, ରାଶୁବା ଏକକ-ସ୍ତର ଆଲୋକ ଉତ୍ସରେ ଏକାଧିକ ଭ୍ୟାଲି ଏକ୍ସାଇଟନ୍ର ମୌଳିକ ସୁସଙ୍ଗତ ସୁପରପୋଜିସନ୍ ଯାହା ହାସଲ କରାଯାଇଛି ତାହା ଅସମାହିତ ରହିଛି। ଏହି ସମସ୍ୟା ଆମକୁ ଉଚ୍ଚ Q ଫୋଟନ୍ର ରାଶୁବା ମଡେଲ୍ ବିଷୟରେ ଚିନ୍ତା କରିବାକୁ ପ୍ରେରଣା ଦିଏ। ନୂତନ ଭୌତିକ ପଦ୍ଧତିଗୁଡ଼ିକୁ ଉଦ୍ଭାବନ କରିବା ପରେ, ଆମେ ଏହି ପତ୍ରରେ ବର୍ଣ୍ଣିତ ରାଶୁବା ଏକକ-ସ୍ତର ଲେଜରକୁ କାର୍ଯ୍ୟକାରୀ କରିଛୁ।"
ଏହି ସଫଳତା ଶାସ୍ତ୍ରୀୟ ଏବଂ କ୍ୱାଣ୍ଟମ୍ କ୍ଷେତ୍ରରେ ସୁସଙ୍ଗତ ସ୍ପିନ୍ ସହସଂବନ୍ଧ ଘଟଣାର ଅଧ୍ୟୟନ ପାଇଁ ପଥ ପ୍ରଶସ୍ତ କରେ, ଏବଂ ସ୍ପିଣ୍ଟ୍ରୋନିକ୍ ଏବଂ ଫଟୋନିକ୍ ଅପ୍ଟୋଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନିକ୍ ଡିଭାଇସଗୁଡ଼ିକର ମୌଳିକ ଗବେଷଣା ଏବଂ ବ୍ୟବହାର ପାଇଁ ଏକ ନୂତନ ପଥ ଖୋଲିଥାଏ।
ପୋଷ୍ଟ ସମୟ: ମାର୍ଚ୍ଚ-୧୨-୨୦୨୪