以色列理工學(xué)院的研究人員開發(fā)了一種基于單原子層的相干可控自旋光學(xué)激光器。這一發(fā)現(xiàn)是通過單原子層與橫向受限的光子自旋晶格之間的相干自旋依賴相互作用實(shí)現(xiàn)的，后者通過連續(xù)統(tǒng)中束縛態(tài)的光子Rashaba型自旋分裂支持高Q自旋谷態(tài)。 

這項(xiàng)成果發(fā)表在《自然材料》雜志上，并被該雜志的研究簡(jiǎn)報(bào)所特別關(guān)注，為在經(jīng)典和量子體制中研究相干自旋相關(guān)現(xiàn)象鋪平了道路，為基礎(chǔ)研究和利用電子和光子自旋的光電子設(shè)備開辟了新的天地。 

在沒有磁場(chǎng)的情況下，我們能否在室溫下解除光源的自旋簡(jiǎn)并？據(jù)榮博士說，“自旋光學(xué)光源將光子模式和電子躍遷結(jié)合起來，因此提供了一種研究電子和光子之間自旋信息交換以及開發(fā)先進(jìn)光電子設(shè)備的方法。” 

自旋谷光學(xué)微腔是通過將反轉(zhuǎn)不對(duì)稱(黃色核心區(qū)域)和反轉(zhuǎn)對(duì)稱(青色包層區(qū)域)的光子自旋晶格進(jìn)行接口構(gòu)建的。

為了構(gòu)建這些源，一個(gè)前提是解除光子或電子部分中兩個(gè)相反自旋態(tài)之間的自旋簡(jiǎn)并。這通常通過在法拉第或齊曼效應(yīng)下應(yīng)用磁場(chǎng)來實(shí)現(xiàn)，盡管這些方法通常需要強(qiáng)大的磁場(chǎng)，并且不能產(chǎn)生微型源。另一個(gè)有前途的方法是利用人工磁場(chǎng)在動(dòng)量空間中產(chǎn)生光子自旋分裂態(tài)，并以幾何相機(jī)制為基礎(chǔ)。

不幸的是，以前對(duì)自旋分裂態(tài)的觀測(cè)嚴(yán)重依賴于質(zhì)量因數(shù)低的傳播模式，這對(duì)源的空間和時(shí)間相干性施加了不希望的限制。這種方法也受到塊狀激光增益材料的自旋可控特性的阻礙，這些特性無法或不易用于源的主動(dòng)控制，特別是在室溫下沒有磁場(chǎng)的情況下。

為了實(shí)現(xiàn)高Q自旋分裂態(tài)，研究人員構(gòu)建了具有不同對(duì)稱性質(zhì)的光子自旋晶格，其中包括一個(gè)反轉(zhuǎn)不對(duì)稱的核心和一個(gè)與WS2單層集成的反轉(zhuǎn)對(duì)稱包層，以創(chuàng)建側(cè)向受限的自旋谷態(tài)。研究人員使用的本質(zhì)反轉(zhuǎn)不對(duì)稱晶格具有兩個(gè)重要性質(zhì)。