Laserointia kuiskausten galleriasta

Berkeley Labin tutkijat ovat upottaneet yksikerroksista volframidisulfidia erityiseen mikrolevyiseen resonaattoriin saavuttaen kirkkaan eksitonisen laseroinnin näkyvän valon aallonpituuksilla.

"Meidän havaintomme laadukkaasta eksitonisesta laseroinnista yhden molekyylikerroksen volframidisulfidissa on merkittävä askel kohti kaksiulotteista on-chip optoelektroniikkaa tehokkaisiin optisen viestinnän ja tiedonkäsittelyn sovelluksiin", toteaa tutkimuksen vetäjä Xiang Zhang.

"TMDC:t (transition metal dichalcogenides) ovat osoittaneet poikkeuksellisen voimakkaita valo-aine vuorovaikutuksia, jotka johtavat epätavallisiin eksitonisiin ominaisuuksiin. Nämä ominaisuudet johtuvat kvantti rajautumisen ja kidesymmetrian vaikutuksesta elektronisessa kaistarakenteessa kun materiaali ohennetaan yksikerroksiseksi", toteaa Zhang.

Aiemmassa tutkimuksessa, Zhangin tutkimusryhmänsä kehitti kuiskausten gallerian mikrokaivantoja plasmoneja varten. Tässä uudessa työssä Zhang ja hänen ryhmänsä pystyivät mukauttamaan mikrokaivantojensa teknologian plasmoneilta eksitoni-virityksille yksittäisen molekyylikerroksen sisällä.

Fotoniikan ja optoelektroniikan sovelluksien lisäksi, tällä eksitonisella eli elektroneihin ja aukkoihin tukeutuvalla lasertekniikalla on myös potentiaalia ”valleytroniikan” sovelluksiin. Valleytroniikka nähdään vaihtoehtona spintroniikalle kvanttilaskennan parissa ja siinä digitaalinen tieto koodataan kidehilan läpi liikkuvan elektronin spiniin ja momenttiin.

Kehitetty tekniikka voi myös tarjota tien helposti viritettävälle ympyräpolarisoituneille lasereille. Sellaisille olisi kysyntää alkaen kolmiulotteisista näytöistä tehokkaisiin spinlähteisiin spintroniikalle, ja informaation kantajille kvanttilaskentaan.

Aiheesta aiemmin:

Käytännöllinen polaritoni-laser

Elektronit kuiskausten galleriassa