Sannado badan, saynisyahano ka kala yimid adduunka oo dhan waxay samaynayeen laba shay - abuurista iyo hagaajinta. Mararka qaarkoodna ma cadda kuwan kan ka adag. Qaado, tusaale ahaan, LED-yada caadiga ah, kuwaas oo noogu muuqda kuwo fudud oo caadi ah oo aynaan u fiirsan iyaga. Laakiin haddii aad ku darto qaar ka mid ah excitons, qanjaruufo polaritons iyo tungsten disulfide si ay u dhadhamiyaan, LEDs mar dambe ma noqon doonaan si prosaic. Dhammaan ereyadan abstruse waa magacyo ka kooban qaybo aan caadi ahayn, kuwaas oo isku darka u oggolaaday saynisyahano ka socda Kulliyada Magaalada New York inay abuuraan nidaam cusub oo si degdeg ah u gudbin kara macluumaadka iyagoo isticmaalaya iftiin. Horumarintani waxay gacan ka geysan doontaa horumarinta tignoolajiyada Li-Fi. Maxay ahaayeen maaddooyinka tignoolajiyada cusub ee la isticmaalay, waa maxay habka loo kariyo "saxan" iyo waa maxay waxtarka LED-ka cusub ee exciton-polariton? Warbixinta saynisyahanadu waxay nooga sheegi doontaa arrintan. Tag
Saldhig cilmi baaris
Haddii wax walba loo fududeeyo hal erey, markaa tignoolajiyadani waa iftiin iyo wax kasta oo ku xiran. Marka hore, polaritons, kuwaas oo soo baxa marka photons ay la falgalaan kicinta dhexdhexaadka ah (phonons, excitons, plasmons, magnons, iwm.). Marka labaad, excitons waa kicinta elektiroonigga ah ee dielectric, semiconductor ama birta, u guuraya crystal-ka oo aan la xiriirin wareejinta kharashka korantada iyo cufka.
Waxaa muhiim ah in la ogaado in kuwan quasiparticles ay aad u jecel yihiin qabow; Dhaqdhaqaaqooda waxaa lagu arki karaa oo keliya heerkul aad u hooseeya, kaas oo si adag u xaddidaya codsigooda la taaban karo. Laakiin taasi waxay ahayd ka hor. Shaqadan, saynisyahannadu waxay awoodeen inay ka gudbaan xaddidaadda heerkulka oo ay u isticmaalaan heerkulka qolka.
Muuqaalka ugu muhiimsan ee polaritons waa awooda lagu xiro sawir-qaadista midba midka kale. Photons-ka isku dhaca atamka rubidium waxay helayaan cuf. Inta lagu guda jiro isku dhacyada badan, photons ayaa midba midka kale ka boodaa, laakiin marar dhif ah waxay sameeyaan lammaane iyo seddexleey, halka ay luminayaan qaybta atomiga ee uu matalo atomka rubidium.
Laakiin si wax loogu sameeyo iftiinka, waa in la qabtaa. Taas awgeed, resonator indhaha ayaa loo baahan yahay, kaas oo ah isku-dhafka walxaha milicsiga leh ee sameeya mowjad iftiin ah oo taagan.
Daraasaddan, xitaa qaybo aan caadi ahayn oo aan caadi ahayn, exciton-polaritons, kuwaas oo la sameeyay sababtoo ah isku-dhafka xooggan ee excitons iyo photons ee ku xayiran godka indhaha, ayaa door muhiim ah ka ciyaara.
Si kastaba ha ahaatee, tani kuma filna, sababtoo ah aasaaska maadiga ah waa lagama maarmaan, si loo hadlo. Oo yaa, haddii aysan ahayn isbeddelka birta dichalcogenide (TDM), ayaa doorkan ka ciyaari doona si ka fiican kuwa kale. Si aad u noqoto mid sax ah, monolayer of WS2 (tungsten disulfide) ayaa loo isticmaalay sidii walxaha sii daaya, kaas oo leh tamar xoog leh oo ku xiran exciton, kaas oo noqday mid ka mid ah shuruudaha ugu muhiimsan ee xulashada saldhigga alaabta.
Isku darka dhammaan walxaha kor lagu sharraxay ayaa suurtageliyay in la abuuro LED polariton kontorool koronto ah oo ku shaqeynaya heerkulka qolka.
Si loo hirgeliyo qalabkan, monolayer-ka WS2 waxa uu ku yaalaa inta u dhaxaysa laba geesoodka khafiifka ah boron nitride (hBN) xannibaadyada tunnel-ka oo leh lakabyo graphene oo u shaqeeya sidii elektrodes.
Natiijooyinka cilmi-baarista
WS2, isagoo ah dichalcogenide bir kala-guur ah, sidoo kale waa walxo atomically khafiif ah van der Waals (vdW). Tani waxay tusinaysaa alaabteeda koronto, indhaha, farsamada iyo kulaylka gaarka ah.
Marka lagu daro walxaha kale ee vdW, sida graphene (kaari ahaan) iyo boron nitride hexagonal (hBN, sida insulator), dhammaan noocyada kala duwan ee qalabka semiconductor ee korantada, oo ay ku jiraan LEDs, ayaa la xaqiijin karaa. Isku darka la midka ah ee walxaha van der Waals iyo polaritons ayaa horay loo xaqiiqsaday, sida cilmi-baarayaashu ay si daacad ah u sheegeen. Si kastaba ha ahaatee, qoraaladii hore, nidaamyada ka dhashay waxay ahaayeen kuwo adag oo aan qummanayn, mana muujin kartida buuxda ee qayb kasta oo ka mid ah.
Mid ka mid ah fikradaha dhiirigeliyay kuwii ka horreeyay ayaa ahaa adeegsiga madal maaddo laba-geesood leh. Xaaladdan oo kale, waxaa suurtogal ah in la hirgeliyo qalab leh lakabyo qiiqa atomiga ah oo lagu dhex dari karo walxaha kale ee vdW ee u dhaqma sidii xiriir (graphene) iyo tunnel barriers (hBN). Intaa waxaa dheer, laba-cabbirkan ayaa suurtogal ka dhigaya in la isku daro LED-yada polariton iyo walxaha vdW kuwaas oo leh sifooyin birlab aan caadi ahayn, karti sare oo xoog leh, iyo/ama wareejinta sare ee aan caadiga ahayn. Natiijo ahaan isku-dhafkan oo kale, waxaad heli kartaa nooc cusub oo qalab ah, sifooyinka kuwaas oo noqon kara mid aan caadi ahayn. Laakiin, sida ay saynisyahannadu sheegaan, tani waa mawduuc loogu talagalay daraasad kale.
Sawirka #1
Sawirka 1 waxay tusinaysaa qaabka saddex-geesoodka ah ee aaladda u eeg keega lakabka ah. Muraayadda sare ee resonator-ka indhaha waa lakab qalin ah, kan hoosena waa 12-lakab oo la qaybiyay. Milicsiga Bragg*. Waxaa jira aag tunnel oo ku yaal gobolka firfircoon.
La qaybiyay Bragg Reflector* - qaab dhismeed dhowr lakab ah, kaas oo index refractive maaddadu ay si xilliyo ah isu beddesho si siman lakabyada.
Aagga tunnelku wuxuu ka kooban yahay qaab-dhismeed vdW ah oo ka kooban monolayer WS2 ah ( emitter light), lakabyo hBN dhuuban oo ku yaal labada dhinac ee monolayer (caqabadda tunnel) iyo graphene (electrodes hufan oo loogu talagalay hordhaca elektaroonigga iyo godadka).
Laba lakab oo kale oo WS2 ah ayaa lagu daray si loo kordhiyo xoogga guud ee oscillator-ka oo markaa loo helo Rabi oo sii kala go'a gobollada polariton.
Habka hawlgalka resonator-ka waxaa lagu hagaajiyaa iyadoo la beddelayo dhumucda lakabka PMMA (polymethyl methacrylate, i.e. plexiglass).
Image Image 1b Kani waa sawir muuqaal ah oo ah qaab-dhismeedka vdW ee dusha sare ee muraayadda Bragg ee la qaybiyey. Sababtoo ah milicsiga sare ee milicsiga Bragg ee la qaybiyey, kaas oo ah lakabka hoose, aagga tunnel ee sawirku wuxuu leeyahay isbarbardhig aad u hooseeya, taas oo keentay kaliya lakabka sare ee hBN la arkay.
Sawir 1 waxay ka dhigan tahay jaantuska aagga qaab-dhismeedka heterostructure ee vdW ee joomatari tunnel ee barakaca. Electroluminescence (EL) waxaa lagu arkay korka korantada bilowga marka heerka Fermi ee sare (hoose) graphene la beddelo kor (hoos) band WS2 conduction (valence), jidaynayey elektaroonik ah (dalool) in tunnel galay WS2 conduction (valence) band. Tani waxay abuurtaa shuruudo wanaagsan samaynta exciton ee lakabka WS2 oo ay ku xigto shucaac (radiative) dib-u-habayn elektaroonig ah.
Si ka duwan hawada-sii daayasha iftiinka ee ku saleysan isgoysyada pn, ee u baahan doping si ay u shaqeyso, EL-ka aaladaha tunnel-ka waxay ku xiran tahay oo keliya hadda tunnel-ka, kaasoo ka fogaanaya khasaaraha indhaha iyo isbeddel kasta oo ku yimaada iska caabbinta uu keeno isbeddellada heerkulka. Isla mar ahaantaana, qaab dhismeedka tunnel-ka ayaa u oggolaanaya aag shucaac aad u weyn marka loo eego aaladaha dichalcogenide ee ku saleysan isgoysyada pn.
Image Image 1d waxay muujisaa sifooyinka korantada ee cufnaanta hadda jirta (tunnel)JSida shaqo ee danab eexda (V) inta u dhaxaysa graphene electrodes. Korodhka fican ee hadda ee danabka togan iyo midka tabanba waxa ay tusinaysaa dhacdada haddalka tunnelka ee qaab-dhismeedka. Dhumucda ugu fican ee lakabyada hBN (~ 2 nm), hadda tunnel-ka weyn iyo korodhka cimriga sidayaal la geliyey ee dib-u-habaynta shucaaca ayaa la arkay.
Kahor tijaabada elektroluminescence-ka, aaladda waxaa lagu gartaa iftiinka iftiinka cad oo leh xallin xagal ah si loo xaqiijiyo joogitaanka xiritaanka exciton xooggan.
Sawirka #2
Sawirka 2 spectra milicsiga xagal-xallinta ee ka soo jeeda gobolka firfircoon ee qalabka ayaa la muujiyay, oo muujinaya dabeecad ka-hortagga. Photoluminescence (PL) ayaa sidoo kale lagu arkay xamaasad aan resonant ahayn (460 nm), oo muujinaysa qiiqa xooggan ee ka imanaya laanta hoose ee polariton iyo qiiq daciif ah oo ka yimaada laanta sare ee polariton (2b).
In 2 Kala firdhinta korantada elektiroonigga ah ee polariton waxaa lagu muujiyey gelinta 0.1 ΞΌA/ΞΌm2. Kala qaybinta Rabi iyo soo saarista resonator ee la helay iyadoo lagu rakibayo hababka oscillator-ka (khadka adag iyo dhibcaha cad) ee tijaabada korantada waa ο½33 meV iyo ο½-13 meV, siday u kala horreeyaan. Soo saarista resonator-ka waxa lagu qeexaa sida Ξ΄ = Ec β Ex, halkaas oo Ex ay tahay tamarta exciton iyo Ec waa tamar sawir qaade leh oo eber ku jira xawaaraha diyaarada. Jadwalka 2d waa gooyn xaglo kala duwan ka soo jeedda fidinta korantada. Halkan waxaa si cad loo arki karaa kala firdhisanaanta hababka polariton ee sare iyo hoose oo leh anticrossing ka dhacaya aagga resonance exciton.
Sawirka #3
Marka uu hadda kordho tunnel-ka, wadarta xoojinta EL way korodhaa. EL daciif ah oo ka yimaadda polaritons ayaa lagu arkay meel u dhow eexda3), iyadoo isbeddel weyn oo ku filan ka sarreeya marinka, qiiqa polariton wuxuu noqonayaa mid kala duwan (3b).
Sawirka 3 waxay tusinaysaa garaafka polar ee xooga EL oo ah xagal shaqaynaysa, oo muujinaysa koofiyad cidhiidhi ah oo qiiq ah Β± 15Β°. Habka shucaaca ayaa ah mid aan isbeddelin marka loo eego kuwa ugu yar (qallooca cagaarka ah) iyo kan ugu sarreeya (qalooca oranjiga) ee hadda kacsan. Daar 3d xoojinta isku dhafan ayaa lagu muujiyey qulqulka tunnel-ka ee kala duwan, kaas oo, sida ka muuqata garaafku, uu yahay mid toosan. Sidaa darteed, kordhinta hadda ilaa qiyamka sare waxay u horseedi kartaa kala firdhis guul leh oo polaritons ah oo ku yaal laanta hoose waxayna abuurtaa qaab shucaac aad u cidhiidhi ah sababtoo ah jiilka polaritons. Si kastaba ha ahaatee, tijaabadan, tani ma suurtoobin sababtoo ah xaddidaadda la xidhiidha burburka dielectric ee xannibaadda tunneling hBN.
dhibco gaduudan 3d muujiyaan cabbirada tilmaame kale - dibadda waxtarka tirada*.
Waxtarka Quantum* waa saamiga tirada photons kuwaas oo nuugista keentay samaynta quasiparticles ilaa tirada guud ee photons nuugo.
Hufnaanta tirada la arkay waxay la mid tahay tan LED-yada kale ee polariton (ku salaysan walxaha organic, tuubooyinka kaarboonka, iwm.). Waa in la ogaadaa in dhumucda lakabka iftiinka iftiinka ee aaladda daraasadda lagu sameeyay ay tahay 0.7 nm oo keliya, halka aaladaha kale qiimahani uu aad uga sarreeyo. Saynis yahanadu ma qariyaan xaqiiqda ah in index hufnaanta quantum ee qalabkoodu aanu ahayn kan ugu sarreeya, laakiin waxa lagu kordhin karaa iyada oo la geliyo tiro badan oo monolayers gudaha aagga tunnel-ka, oo ay kala soocaan lakabyo khafiif ah oo hBN ah.
Cilmi-baadhayaashu waxay sidoo kale tijaabiyeen saamaynta resonator-ka ee polariton EL iyaga oo sameeyay qalab kale, laakiin leh sifeyn xooggan (-43 meV).
Sawirka #4
Sawirka 4 EL spectra waxaa lagu muujiyay xal xagal ah oo qalabkan ah oo cufnaanta hadda ah 0.2 ΞΌA/ΞΌm2. Siidaynta adag awgeed, qalabku waxa uu EL ku soo bandhigayaa saamayn cidhiidhi ah oo la sheegayo oo leh qiiqa ugu badnaan ee ka dhaca xagal weyn. Tani waxaa lagu sii xaqiijiyay sawirka. 4b, halkaas oo dhulalka cirifka ah ee qalabkan la barbar dhigo kuwa ugu horreeya (2).
Si aad u hesho aqoon faahfaahsan oo ku saabsan nuxurka daraasadda, waxaan ku talinayaa in la eego .
Epilogue
Sidaa darteed, dhammaan indha-indheynta iyo cabbirrada kor lagu sharraxay waxay xaqiijinayaan joogitaanka korantada elektiroonigga ah ee polariton ee heterostructure-ka vdW oo ku dhex jira microcavity indhaha. Naqshadeynta tunnel-ka aaladda ay daraasaddu ku socoto waxay hubisaa soo-bandhigidda elektarooniga/godadka iyo dib-u-habaynta WS2 monolayer, kaas oo u adeega sida iftiinka iftiinka. Waa muhiim in habka tunnel-ka ee qalabku aanu u baahnayn isku-dhafka qaybaha, taas oo yaraynaysa khasaaraha iyo isbeddelada heerkulka kala duwan ee la xiriira.
Waxaa la ogaaday in EL uu leeyahay hagitaan sare sababtoo ah kala firdhinta resonator-ka. Sidaa darteed, hagaajinta tayada tayada resonator-ka iyo sahayda sare ee hadda jirta waxay hagaajin doontaa waxtarka LED-yada microcavity, iyo sidoo kale polaritons microcavity korantada korantada iyo lasers photon.
Shaqadani waxay mar kale xaqiijisay in dichalcogenides biraha kala-guurka ah ay leeyihiin sifooyin gaar ah oo run ah iyo codsiyo aad u ballaaran.
Cilmi-baaristan iyo hal-abuurka cusubi waxay si weyn u saameyn karaan horumarinta iyo faafinta tignoolajiyada gudbinta xogta iyada oo loo marayo LED-yada iyo iftiinka laftiisa. Tignoolajiyada mustaqbalka ee noocan oo kale ah waxaa ka mid ah Li-Fi, kaas oo ku siin kara xawaare aad uga dheereeya Wi-Fi hadda la heli karo.
Waad ku mahadsan tahay dareenkaaga, aad u fiirso oo qof walba ha yeesho usbuuc wanaagsan! π
Waad ku mahadsan tahay inaad nala joogto. Ma jeceshahay maqaalladayada? Ma doonaysaa inaad aragto wax badan oo xiiso leh? Nagu taageer adigoo dalbanaya amar ama kula talinaya asxaabta, 30% qiimo dhimis isticmaalayaasha Habr analooga u gaarka ah ee server-yada heerka gelitaanka, kaas oo anaga aan adiga kuu hindisay: (waxaa laga heli karaa RAID1 iyo RAID10, ilaa 24 cores iyo ilaa 40GB DDR4).
Dell R730xd 2 jeer ka jaban? Kaliya halkan Nederlaan! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - laga bilaabo $99! Wax ka akhri
Source: www.habr.com