(a) Försöksschemat. (b) Schematisk spridning av energimomentum för ZnO-mikrotråden. Två fotoner från 700 nm kontrollpulsen inducerar stimulerad spridning från polaritonkondensatet som bildas runt k// =0 på LP-grenen. Den lediga fotonen har en lång våglängd på 3,4 μm. (c) Det integrerade vinkelupplösta PL-spektrumet erhållet vid 350 nm vid pumpfluensen på cirka 7,0×10 −4 J/cm 2 . Pumpfluensberoendet av (d) marktillståndsuppdraget, emissionslinjebredden och (e) energin vid maximum av PL-emissionsspektra. (f) Det integrerade vinkelupplösta PL-spektrumet som erhålls för excitation vid 700 nm vid fluensen 3,4×10 −3 J/cm 2 . Kredit:Physical Review Letters (2022). DOI:10.1103/PhysRevLett.129.057402
Ett team av forskare knutna till en mängd institutioner i Kina har utvecklat en ultrasnabb optoelektronisk switch som använder ett Bose-Einstein-kondensat av polaritoner. De publicerade sitt arbete i tidskriften Physical Review Letters .
När forskare letar efter sätt att skapa snabbare enheter har de övergått till ljus som ett informationsöverföringsmedium istället för elektroner. För att skapa sådana enheter måste switchar utvecklas som kan hantera det snabbare mediet som fungerar på optiska frekvenser. I denna nya ansträngning har forskarna designat och byggt just en sådan switch – en som möjliggör bearbetning i terahertz-området.
För att bygga sin nya switch tittade forskarna på polaritoner som en switchmekanism. Polaritoner är kvasipartiklar som kan göras med hjälp av fotoner och excitoner, och de kan användas för att skapa Bose-Einstein-kondensat som består av partiklar som finns i ett enda kvanttillstånd. Polaritoner avger ljus, vilket är en nödvändig del av en optisk switch. Forskarna noterade att ett Bose-Einstein-kondensat tillverkat med polaritoner kunde fungera som en polaritonlaser, en annan användbar funktion i en optisk switch. Forskarna noterade också att vissa halvledare, såsom zinkoxid, kan hålla excitoner vid rumstemperatur, en mycket praktisk funktion.
För att skapa sin switch började forskarna med ett prov av zinkoxid, inuti vilket fanns mikrohålrum. Att avfyra en ultraviolett pumppuls mot ett hålrum under några femtosekunder resulterade i en ljusblixt från Bose-Einstein-kondensatet inuti, som varade lika länge. Ännu viktigare, att stänga av lasern resulterade i att ljusblixten stängdes av mycket snabbt - 1 000 gånger snabbare än andra optoelektriska strömbrytare. Detta berodde på den snabba utrotningshastigheten för polaritonpopulationen. Tiden det tar för en optisk strömbrytare att slå från till till från och vice versa utgör en av dess viktigaste egenskaper, och hastigheten för denna nya enhet visade sig vara flera storleksordningar bättre än andra polariton-switchar som har utvecklats hittills :Tillräckligt bra för att placera enheter som använder en sådan switch i terahertz-intervallet. + Utforska vidare
© 2022 Science X Network
