Ulinganifu wa PT wa Exciton-polaritonic: Muunganisho wa moja kwa moja kati ya modi za polaritoni ya juu na chini katika miduara midogo linganifu ya mara sita na upotoshaji wa hasara husababisha kuvunjika kwa ulinganifu wa PT na mpito wa awamu ya chini. Credit: KAIST
Leza mpya inayozalisha chembe za quantum inaweza kuchakata nishati iliyopotea kwa matumizi bora ya kiwango cha chini cha leza.
Wanasayansi katika KAIST wametengeneza mfumo wa leza ambao huzalisha chembe chembe za quantum zinazoingiliana sana kwenye joto la kawaida. Matokeo yao, yaliyochapishwa katika jarida Nature Photonics, inaweza kusababisha mfumo mmoja wa leza ya microcavity ambayo inahitaji nishati ya kiwango cha chini kadiri upotevu wake wa nishati unavyoongezeka.
Mfumo huo, uliotengenezwa na mwanafizikia wa KAIST Yong-Hoon Cho na wenzake, unahusisha mwangaza unaoangaza kupitia shimo ndogo la umbo la hexagonal lililotibiwa kwa substrate ya nitridi ya silicon iliyobadilishwa hasara. Muundo wa mfumo husababisha kizazi cha laser ya polariton kwenye joto la kawaida, ambayo ni ya kusisimua kwa sababu hii kawaida inahitaji joto la cryogenic.
Watafiti walipata kipengele kingine cha kipekee na kisichoeleweka cha muundo huu. Kawaida, nishati hupotea wakati wa operesheni ya laser. Lakini katika mfumo huu, kadiri upotevu wa nishati unavyoongezeka, kiasi cha nishati kinachohitajika kushawishi lasing kilipungua. Kutumia jambo hili kunaweza kusababisha ukuzaji wa ufanisi wa juu, leza zenye kizingiti cha chini kwa vifaa vya macho vya quantum siku zijazo.
"Mfumo huu unatumia wazo la fizikia ya quantum inayojulikana kama ulinganifu wa kubadilisha wakati wa usawa," anaelezea Profesa Cho. "Hili ni jukwaa muhimu ambalo linaruhusu upotezaji wa nishati kutumika kama faida. Inaweza kutumika kupunguza kizingiti cha nishati ya leza kwa vifaa na vitambuzi vya kawaida vya macho, na vile vile vifaa vya quantum na kudhibiti mwelekeo wa mwanga.
Jambo kuu ni muundo na nyenzo. Mishipa ya pembetatu hugawanya chembe za mwanga katika modi mbili tofauti: moja ambayo hupitia pembetatu inayoelekea juu ya hexagoni na nyingine ambayo hupitia pembetatu yake inayoelekea chini. Njia zote mbili za chembe za mwanga zina nishati na njia sawa lakini haziingiliani.
Hata hivyo, chembe za mwanga huingiliana na chembe nyingine zinazoitwa excitons, zinazotolewa na microcavity ya hexagonal, ambayo imeundwa na semiconductors. Mwingiliano huu husababisha kuzalishwa kwa chembe mpya za quantum zinazoitwa polaritons ambazo huingiliana ili kutoa leza ya polariton. Kwa kudhibiti kiwango cha hasara kati ya microcavity na substrate ya semiconductor, jambo la kushangaza hutokea, na nishati ya kizingiti inakuwa ndogo kadiri upotevu wa nishati unavyoongezeka.
Rejea: "Mfumo wa polaritoniki usio wa Hermitian wenye halijoto ya chumbani wenye microcavity moja" na Hyun Gyu Song, Minho Choi, Kie Young Woo, Chung Hyun Park na Yong-Hoon Cho, 10 Juni 2021, Nature Photonics.
DOI: 10.1038 / s41566-021-00820-z
Utafiti huu uliungwa mkono na Wakfu wa Sayansi na Teknolojia wa Samsung na Wakfu wa Kitaifa wa Utafiti wa Korea.
