Mo te maha o nga tau, e rua nga mahi a nga kaiputaiao mai i nga wa katoa o te ao - te tito me te whakapai ake. A i etahi wa kaore i te maarama ko tehea o enei te uaua ake. Tangohia, hei tauira, nga LED noa, he ahua ngawari, he mea noa ki a tatou, kaore tatou e aro ki a raatau. Engari ki te taapirihia e koe etahi mea whakaihiihi, he timonga o nga polaritons me te tungsten disulfide ki te reka, ka kore e pera nga rama. Ko enei kupu whakahirahira katoa ko nga ingoa o nga waahanga tino rerekee, ko te whakakotahitanga i taea e nga kaiputaiao mai i te Kareti o te Taone o Niu Ioka ki te hanga i tetahi punaha hou ka taea te tuku korero tere ma te whakamahi marama. Ma tenei whanaketanga ka pai ake te hangarau Li-Fi. He aha tonu nga kai o te hangarau hou i whakamahia, he aha te tunu mo tenei "rihi" me te aha te pai o te LED exciton-polariton hou? Ma te ripoata a nga kaiputaiao e korero mo tenei. Haere.
Kaupapa rangahau
Mena ka ngawari nga mea katoa ki te kupu kotahi, he maamaa tenei hangarau me nga mea katoa e hono ana ki a ia. Tuatahi, ko nga polariton, ka puta mai i te wa e pahekohe ana nga whakaahua me nga whakaihiihi reo (phonons, excitons, plasmons, magnons, etc.). Tuarua, ko nga excitons he whakakorikori hiko i roto i te dielectric, semiconductor, whakarewa ranei, ka heke i roto i te karaihe me te kore e hono ki te whakawhitinga o te utu hiko me te papatipu.
He mea nui kia mohio ko enei quasipiparticles he tino pai ki te makariri; ka taea te kite i a raatau mahi i nga pāmahana tino iti rawa, e tino whakawhāiti ana i a raatau mahi. Engari tera i mua. I roto i tenei mahi, i taea e nga kaiputaiao te hinga i te herenga o te pāmahana me te whakamahi i te pāmahana rūma.
Ko te ahuatanga matua o nga polariton ko te kaha ki te here i nga whakaahua ki a raua ano. Ko nga whakaahua e tukituki ana me nga ngota rubidium ka whiwhi papatipu. I te tukanga o nga tukinga maha, ka peke atu nga whakaahua tetahi ki tetahi, engari he onge ka hanga takirua me te takitoru, ka ngaro te wahanga ngota e tohuhia ana e te ngota rubidium.
Engari ki te mahi i tetahi mea me te marama, me hopu. Mo tenei, ka hiahiatia he resonator whatu, he huinga o nga huānga whakaata e hanga ana i te ngaru marama tu.
I roto i tenei rangahau, he maha atu ano nga maariki ahua rerekee, te exciton-polaritons, i hanga na te kaha o te hono o nga excitons me nga whakaahua kua mau ki roto i te kohao whatu, ka whai waahi nui.
Heoi ano, kare i ranea, no te mea e tika ana he turanga rauemi, hei korero. A ko wai, mena ehara i te whakawhiti whakarewa dichalcogenide (TDM), ka pai ake tenei mahi i era atu. Hei whakamaarama ake, he monolayer o WS2 (tungsten disulfide) i whakamahia hei taonga whakaputa, he whakaihiihi whakaihiihi whakaihiihi, i noho ko tetahi o nga paearu matua mo te kowhiri i te turanga rauemi.
Ko te whakakotahitanga o nga huānga katoa e whakaahuatia ana i runga ake nei i taea ai te hanga i tetahi arai poritoni hiko e whakahaere ana i te pāmahana rūma.
Hei whakatinana i tenei taputapu, kei waenganui i nga arai whakangao hexagonal boron nitride (hBN) hexagonal boron nitride (hBN) me nga paparanga graphene hei hikohiko.
Nga hua rangahau
Ko te WS2, he dichalcogenide whakarewa whakawhiti, he rauemi van der Waals (vdW) angiangi ngota. Ka tohu tenei i ona ahuatanga hiko, whatu, miihini me te waiariki.
I te whakakotahitanga me etahi atu rawa vdW, penei i te graphene (hei kaikawe) me te hexagonal boron nitride (hBN, hei insulator), ka taea te whakatutuki i nga momo momo taputapu semiconductor whakahaere hiko, tae atu ki nga LED. Ko nga huinga rite o nga taonga van der Waals me nga polariton kua kitea i mua, e kii ana nga kairangahau. Engari, i roto i nga tuhinga o mua, he uaua, he ngoikore nga punaha i puta mai, kaore i whakaatu i te tino kaha o ia waahanga.
Ko tetahi o nga whakaaro i whakatenatenahia e te hunga o mua ko te whakamahi i te papaa papanga ahua-rua. I roto i tenei take, ka taea ki te whakatinana i nga taputapu me nga papahanga tukunga angiangi ngota ka taea te whakauru ki etahi atu rauemi vdW hei hoapaki (graphene) me nga arai tunneling (hBN). I tua atu, ko tenei ahua-rua ka taea te whakakotahi i nga rama rama me nga rawa vdW he mea rereke nga ahuatanga autō, te kaha kaha, me nga whakawhitinga topological kore paerewa. Ko te hua o taua huinga, ka taea e koe te tiki i tetahi momo taputapu hou, he rereke nga ahuatanga o enei mea. Engari, e ai ki nga kaiputaiao, he kaupapa tenei mo tetahi atu rangahau.
Whakaahua #1
I runga i te ahua 1A e whakaatu ana i te tauira ahu-toru o tetahi taputapu e rite ana ki te keke paparanga. Ko te whakaata o runga o te resonator whatu he paparanga hiriwa, ko te raro he paparanga 12 kua tohatohahia. Whakaata whakaata Bragg*. He rohe kauhanga kei te rohe kaha.
Whakaata Bragg Toha* - he hanganga o te maha o nga paparanga, e huri ana te taupū whakaata o te rauemi i ia wa ka huri tika ki nga paparanga.
Ko te rohe o te kauhanga he vdW heterostructure kei roto i te WS2 monolayer (marama emitter), paparanga hBN angiangi i nga taha e rua o te monolayer (tunnel parenga) me te graphene (nga hiko hiko mo te whakauru i nga irahiko me nga rua).
E rua ano nga paparanga WS2 i taapirihia hei whakanui ake i te kaha o te oscillator, no reira ka nui ake te ahua o te wehenga Rabi o nga ahua polarison.
Ko te aratau whakahaere o te resonator ka huri ma te huri i te matotoru o te paparanga PMMA (polymethyl methacrylate, ara, plexiglass).
Image Image 1b he whakaahua tenei o te hanganga rereke vdW i runga i te mata o te whakaata Bragg kua tohatohahia. Na te kaha o te whakaata o te whakaata a Bragg kua tohatohahia, ko te paparanga o raro, he iti rawa te rereketanga o te waahi o te kauhanga o te ahua, na te mea ko te paparanga matotoru o runga o te hBN anake ka kitea.
Kauwhata 1c he tohu i te hoahoa rohe o te vdW heterostructure i roto i te ahuahanga kauhanga i raro i te displacement. Ka kitea te Electroluminescence (EL) i runga ake i te ngaohiko paepae ina nekehia te taumata Fermi o runga (raro) graphene ki runga (i raro) i te WS2 conduction (valence) band, ka tuku i te irahiko (poka) ki te kohanga ki te WS2 conduction (valence) ropu. Ka hangaia e tenei nga tikanga pai mo te hanganga o nga excitons i roto i te paparanga WS2 ka whai i te whakamaarama (radiative) electron-hole recombination.
Kaore i rite ki nga kaiwhakaputa marama i runga i nga hononga pn, e hiahia ana kia mahi te doping, ko te EL mai i nga taputapu kauhanga ka whakawhirinaki anake ki te ia o te kauhanga, e karo ana i nga ngaronga whatu me nga huringa o te aukati i puta mai i nga huringa pāmahana. I te wa ano, ka taea e te hoahoanga kauhanga he waahi iraruke nui rawa atu ka whakaritea ki nga taputapu dichalcogenide i runga i nga hononga pn.
Image Image 1d e whakaatu ana i nga ahuatanga hiko o te kiato o naianei o te kauhanga (J) hei mahi o te ngaohiko piro (V) i waenganui i nga hiko graphene. Ko te pikinga nui o te naianei mo te ngaohiko pai me te ngaohiko kino e tohu ana i te puta mai o te ia o te kauhanga i roto i te hanganga. I te matotoru tino pai o nga paparanga hBN (~ 2 nm), ka kitea he naianei kohanga nui me te pikinga o te oranga o nga kaikawe kua whakauruhia mo te whakakotahitanga rauropi.
I mua i te whakamatautau electroluminescence, i tohuhia te taputapu e te whakaata marama ma me te whakatau koki hei whakaū i te kaha o te here exciton.
Whakaahua #2
I runga i te ahua 2A Ko te koki kua whakatauhia te tirohanga whakaata mai i te rohe kaha o te taputapu ka whakaatuhia, e whakaatu ana i te whanonga aukati-whiti. I kitea ano te Photoluminescence (PL) me te kore-resonant excitation (460 nm), e whakaatu ana i te kaha o te tukunga mai i te peka o raro o te polariton me te whakaheke ngoikore mai i te peka o runga o te polariton (2b).
I roto i te 2c ka whakaatuhia te marara o te electroluminescence o te polariton mo te whakaurunga o te 0.1 μA/μm2. Ko te Wehenga Rabi me te whakakorenga resonator i whiwhi ma te whakauru i nga momo oscillator (raina maamaa me te iraira ma) ki te whakamatautau electroluminescence ko ～33 meV me ～-13 meV, ia. Ko te whakamaaramatanga o te resonator e kiia ana ko δ = Ec − Ex, ko Ex ko te hiko whakakorikori me te Ec ko te pūngao whakaahua resonator me te kore torohaki i roto i te rererangi. Hōtaka 2d he tapahi i nga koki rereke mai i te marara hiko. I konei ka tino kite tetahi i te marara o nga aratau polariton o runga me raro me te anticrossing e puta ana i roto i te rohe resonance exciton.
Whakaahua #3
I te pikinga o te naianei kohanga, ka piki ake te kaha katoa o te EL. Ko te ngoikoretanga o te EL mai i nga polariton ka kitea tata ki te paanui o te paepae (3A), ahakoa i te nui o te neke i runga ake i te paepae, ka rere ke te tukunga polariton (3b).
I runga i te ahua 3c e whakaatu ana i te kauwhata polar o te kaha EL hei mahi o te koki, e whakaatu ana i te koeko tukunga whaiti o ± 15°. Ko te tauira iraruke kare tonu e huri mo te iti rawa (te anana kaakaariki) me te morahi (te anana karaka). Kei runga 3d e whakaatuhia ana te kaha whakauru mo nga momo au o te kauhanga neke, e kitea ana mai i te kauwhata, he tino rarangi. Na reira, ko te whakanui ake i te waa ki nga uara teitei ka arahi ki te marara o nga polaritons i te taha o te peka o raro me te hanga i tetahi tauira radiation tino whaiti na te whakatipuranga o nga polaritons. Heoi, i roto i tenei whakamatautau, kaore i taea tenei na te herenga e pa ana ki te pakaruhanga dielectric o te arai hBN tunneling.
ira whero ki runga 3d whakaatu inenga o tetahi atu tohu - waho te kaha o te rahi*.
Tikanga Rarangi* Ko te ōwehenga o te maha o nga whakaahua na te whakaurunga i puta ai te hanganga o nga maariki quasipicle ki te tapeke o nga whakaahua kua riro.
Ko te kaha o te rahinga kua kitea he rite ki tera i etahi atu rama rama (i runga i nga rauemi waro, ngongo waro, me etahi atu). Me tohu ko te matotoru o te paparanga rama-rama i roto i te taputapu i raro i te ako ko te 0.7 nm anake, i etahi atu taputapu he nui ake tenei uara. Kare nga kaiputaiao e huna i te mea ko te taupae whai hua nui o a raatau taputapu ehara i te mea teitei, engari ka taea te whakanui ake ma te whakanoho i te maha o nga taarai kotahi ki roto i te rohe kohanga, ka wehea e nga papa angiangi o te hBN.
I whakamatauria ano e nga kairangahau te awe o te resonator detuning i runga i te polariton EL ma te hanga i tetahi atu taputapu, engari he kaha ake te whakakore (-43 meV).
Whakaahua #4
I runga i te ahua 4A E whakaatuhia ana te hihinga EL me te taumira koki o taua taputapu i te kiato o naianei o 0.2 μA/μm2. Na te kaha o te whakaheke, ka whakaatuhia e te taputapu he paanga pounamu i roto i te EL me te nui o te tukunga ka puta ki te koki nui. Ka whakapumautia ano tenei i roto i te ahua. 4b, kei te whakatauritehia nga papa polar o tenei taputapu ki te tuatahi (2c).
Mo te mohiotanga atu ki nga ahuatanga o te ako, ka tūtohu ahau ki te titiro .
Epilogue
No reira, ko nga tirohanga me nga inenga katoa e whakaahuatia ana i runga ake nei ka whakapumau i te noho o te electroluminescence polariton i roto i te vdW heterostructure kua mau ki roto i te microcavity whatu. Ko te hangahanga kauhanga o te taputapu i raro i te ako e whakarite ana i te whakauru o nga irahiko / kohao me te whakakotahitanga i roto i te WS2 monolayer, e mahi ana hei kaiwhakaputa marama. He mea nui kia kore e hiahiatia e te hangahanga kauhanga o te taputapu te whakakotahitanga o nga waahanga, e whakaiti ana i nga mate me nga huringa e pa ana ki te pāmahana.
I kitea he nui te toronga o te EL na te marara o te resonator. Na reira, ko te whakapai ake i te kounga o te resonator me te tuku o naianei teitei ake ka pai ake te pai o nga LED microcavity, me nga polariton microcavity whakahaere hiko me nga laser photon.
I whakapumautia ano e tenei mahi ko nga dichalcogenides whakarewa whakawhiti he tino ahurei nga ahuatanga me te whānuitanga o nga tono.
Ka taea e enei rangahau me nga mahi auaha te whakaawe nui i te whanaketanga me te horahanga o nga hangarau tuku raraunga ma roto i nga rama rama me te rama. Ko enei hangarau a muri ake nei ko te Li-Fi, ka taea te tere tere atu i te Wi-Fi e waatea ana inaianei.
Nga mihi ki a koutou mo to whakaaro, kia noho pakiki, kia pai te wiki katoa! 🙂
Mauruuru koe mo te noho ki a matou. He pai ki a koe a maatau tuhinga? Kei te hiahia koe ki te kite i etahi atu mea whakamere? Tautokohia matou ma te tuku ota me te tuku korero ki o hoa, 30% hekenga mo nga kaiwhakamahi Habr i runga i te taapiri ahurei o nga kaitoro taumata-urunga, i hangaia e matou mo koe: (e waatea ana me te RAID1 me te RAID10, tae atu ki te 24 matua me te 40GB DDR4).
Dell R730xd 2 nga wa iti ake? Anei i konei i roto i te Netherlands! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - mai i te $99! Pānuihia mo
Source: will.com