通過工程一個二維表的黃金納米天線,研究人員從美國能源部勞倫斯伯克利國家實(shí)驗(yàn)室獲得迄今最強(qiáng)烈的信號的光子自旋霍爾效應(yīng),一個突破,這可能證明計算的未來至關(guān)重要。

“超材料,我們能夠大大提高自然弱效應(yīng)的觀點(diǎn),它是用簡單的檢測技術(shù)可直接觀察到的,“說張翔,從伯克利實(shí)驗(yàn)室的材料科學(xué)。“我們也證明了超材料不僅使我們能夠控制光的傳播,但也允許控制圓偏振。這可能有深遠(yuǎn)的影響,信息編碼和處理。”

自旋霍爾效應(yīng)描述了彎曲的路徑,紡絲電子遵循當(dāng)他們通過半導(dǎo)體。

弧形運(yùn)動起因于物理運(yùn)動之間的交互的電子和自旋-一個量子化的角動量,產(chǎn)生磁矩。

“光線穿過一個金屬也顯示了自旋霍爾效應(yīng)但光子自旋霍爾效應(yīng)是非常弱的,因?yàn)樽孕莿恿康墓庾雍托壍澜换ナ欠浅Ｐ〉?”解釋說,一個成員* * *陰張的研究小組。“在過去,人們設(shè)法觀察光子自旋霍爾效應(yīng),生成過程反復(fù)獲得累計信號,或使用高度復(fù)雜的量子測量。我們的超材料使光子自旋霍爾效應(yīng)可見即使一個簡單的相機(jī)。”

在這項(xiàng)研究中,研究人員建立了30 nm厚metasurfaces v型金納米天線的幾何圖形,可以配置通過調(diào)整手臂的長度和方向的Vs。

“我們選擇了八個不同的天線配置和優(yōu)化幾何參數(shù)來生成一個線性相位梯度沿x方向,”尹表示。“這使我們能夠控制光的傳播和介紹強(qiáng)光子旋軌道相互作用通過快速改變方向。光子自旋霍爾效應(yīng)取決于曲率的光的軌跡,所以更加的變化,傳播方向的影響越大。”

一個50 mm鏡頭是用于項(xiàng)目的傳播光通過超穎物質(zhì)到電荷耦合器件(CCD)相機(jī)成像。

從CCD圖像,研究人員確定,兩個控制光的傳播和巨大的光子自旋霍爾效應(yīng)的直接結(jié)果設(shè)計的元材料。這一發(fā)現(xiàn),研究人員說,打開了一個豐富的新技術(shù)的可能性。

“可控旋軌道相互作用和自旋和軌道之間的動量轉(zhuǎn)移角動量允許我們處理信息的編碼光偏振的光,就像今天的0和1的電子設(shè)備,“陰說。“但光子裝置可以編碼更多信息和提供更大的信息安全比傳統(tǒng)電子設(shè)備。”

陰說能力控制左、右圓偏振光的光在超材料表面應(yīng)該允許形成的光元素,如令人垂涎的“平眼鏡”,或管理的光偏振不使用波板。

“超材料給我們提供巨大的自由設(shè)計將使我們能夠調(diào)整強(qiáng)度光子自旋霍爾效應(yīng)在不同的空間位置,“陰說。“我們知道光子自旋霍爾效應(yīng)在自然界中存在,但它是如此的難以探測�，F(xiàn)在,有了正確的材料我們不僅能增強(qiáng)這種效果我們可以利用它為自己的目的。”

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