由于Dennard缩放1的崩溃,电子电路的时钟速度已经停滞了近二十年,这是近二十年的,这表明,通过缩小晶体管的大小,它们可以更快地操作,同时保持相同的功耗。光学计算可以克服这一障碍2,但是缺乏具有相当强大的非线性相互作用的材料,才能意识到全光开关已经排除了可扩展体系结构的制造。最近,强烈的光结合互动状态中的微腔启用了全光晶体管3,当与嵌入式有机材料一起使用时,即使在室温下也可以在室温下以次秒切换时间4的时间运行,直至单光子级5。然而,垂直腔几何形状可阻止使用片上耦合晶体管的复合电路。在这里,通过利用硅光子技术,我们在微米大小的,完全集成的高指数对比度的微腔中的环境条件下在环境条件下显示了激子 - 孔子凝结。通过耦合两个谐振器并利用种子偏振子凝结,我们证明了超快的全光晶体管作用和串联性。我们的实验发现为可扩展的,紧凑的全光积分逻辑电路开辟了道路,这些逻辑电路可以比电器快速处理两个数量级的光学信号。
标题:综合,超快的全光极化晶体管摘要:自从Dennard缩放大约15年前,处理器的时钟频率一直停滞在几个GHz处。尽管可以以THZ速度切换的全光晶体管可能会带来性能的飞跃,但由于低光学非线性和笨重的组件,在数十年的研究中无法实现这一承诺。现在研究了新一代设备的基础,这些设备的基础与新型材料和集成的光子结构利用了所谓的强光 - 互动制度,这些材料和集成的光子结构可以通过attojoule开关能量实现紧凑的超快全光逻辑回路[1,2]。在这项工作中,将提出朝着该目标的实验进展,包括级联的设置,其中自发的偏振子冷凝物是在一个腔(种子)中产生的,并喂入另一个空腔(晶体管)以诱导北极星冷凝[3,4]。此外,将提出亚皮秒时间尺度上的快速极性凝结动力学,并确定重要的晶体管指标,例如信号扩增(高达60倍)和开/关灭绝率(最高9:1)(最高9:1)。这些发现表明,可以开发可扩展的综合,超快全光晶体管的潜力,从而可以进行更复杂的全光逻辑电路。此外,将提出一种控制这些超快全光晶体管的方法,利用基于相位材料的记忆单元。这项工作由EU H2020 EIC Pathfinder Open Project“ Polloc”(授予协议号956071)。Photonics 13,378–383(2019)。899141)和EU H2020 MSCA-ITN项目参考文献[1] Anton V. Zideadeli,Anton V. Baranikov,Sannikov Deni,Urbon Darius,Scienty Fish,Woods。Shishkov,Evgeny S. Andrianov,Yurii E.Anton V. Zasedatele,“ Anton V. Baranikov,Urbon的Darius,Fabio Scianf,单科学,自然597, 493–497(2021)。[3] D. Urbons,“移动秋千入口的小动物”,eth diss。,no。26125,2019。[4] P. Tassan,D。Urbours,B。Climate,J。Bolten,T。Wahlbrink,M。C. Lemme,M。Forster,U.Scherf,R.F。Mahrt,T.Stöferle,超快完整性全光极化晶体管,” ARX:2404.01868V1,(2024)。
深层的下次波长激光器(或纳米剂)高度要求在纳米级的紧凑芯片上生物成像和感测。在可见范围内,所有三个维度短的单粒子纳米仪的开发的主要障碍之一是高激光阈值和由此产生的过热。在这里,我们在Cuboid CSPBBR 3纳米颗粒中阐述激子 - 孔子凝结和镜像MIE模式,以在其超小为0.53μm的可见波长下从其超小为0.53μm的可见波长(从其超小为0.53μm)(≈0.007μm3或≈λ3 /20 /20)实现。通过直接构造具有相似材料参数的相应的一维和二维波引物系统,证明了来自所有三个维度的纳米腔的极化性质。这种深层的亚波长纳米震剂不仅是由激子结合能的高值(≈35meV),re骨指数(低温下的2.5)和CSPBBR 3的发光量子产率,而且还通过对MIE弥补的优化而通过质量取得了良好的量子的优化。此外,最佳激光条件的关键参数是CSPBBR 3中的自由光谱范围和声子频谱,该光谱控制了极化子凝结路径。这种化学合成的胶体CSPBBR 3纳米酶可能会在任意表面上放置,这使它们成为与各种芯片系统集成的多功能工具。
量子计算机从支持量子叠加状态或非古典相关性(例如纠缠)的能力中获得了力量。提出了各种系统以实施,包括腔量子电动系统,半导体量子点或冷原子。激子 - 孔子与这些系统具有许多相似之处:它们是由腔体构造的,部分由激子组成,并形成了Bose-Einstein冷凝物的类似物。因此,自然可以推测其量子应用。重要的是要欣赏我们所说的“量子”。在文献中,尤其是与激子 - 摩尔体子有关的,通常说量子涡流,量子流体或量子量。虽然涡旋可能显示出量化的绕组数,但它们也存在于经典的光波场中。所描述的量子流体通常是通过平均场波函数很好地描述的[1],该[1]由振幅和相位定义。在许多情况下,这种参数是准确的,这意味着我们没有访问系统的整个希尔伯特空间,这要求我们远离通常研究的相干状态或偏振子凝结物。经常使用的论点是,某物最终由量子粒子组成,因此量子也是如此。但是,我的计算机最终由量子粒子组成,但不能运行Shor或Grover的算法。激子 - 果龙的量子特征。早期的理论工作期望极化子之间的非线性相互作用会导致纠缠[2-6]。原则上,如果两个极地彼此散布,那么它们将被纠缠,但是,实际上,一个极性群体永远不会与两个极性人一起使用。与粒子的分布一起工作时,相互作用模式之间发展的量子相关性,例如,在平面微腔中以不同波形为特征的量子相关性更好地称为挤压(指在wigner函数代表时相位空间中分布的压壁)。仅从相互作用[9,10]中检测到有限的挤压[7,8]或量子互补性。可以证实,如果极性子被系统以外产生的纠缠光子激发,那么它们会保留此纠缠[11],因此毫无疑问它们是量子颗粒。单个极性子的行为也已得到充分的特征[12]。但是,从极地 - 帕利顿相互作用中产生牢固纠缠的状态一直具有挑战性。这可能是由于存在其他散射过程(带有障碍或声音声子)污染了不相关的极性子的信号。极化系统当前局限性的另一个例证在于单个隔离模式的物理。众所周知,当极性子注入共振激光器时,由于相互作用,它们的强度会增加,它们会浮出水面。这导致
摘要:本文提出了一种基于双SPP耦合用于亚波长限制的长距离混合波导。混合波导由金属基圆柱形混合波导和银纳米线组成。波导结构中存在两个耦合区,增强了模式耦合。强模式耦合使波导既表现出较小的有效模式面积(0.01),又表现出极长的传输长度(700 μm),波导的品质因数(FOM)可高达4000。此外,波导的横截面积仅为500nm×500nm,允许在亚波长范围内进行光学操作,有助于提高光电器件的小型化。混合波导的优异特性使其在光电集成系统中具有潜在的应用价值。
摘要由于偶极气中的量子相关性多体物理学以及基于合作量子状态的超快明亮辐射场的光学应用,因此超级荧光效应受到了广泛的关注。在这里,我们不仅展示了观察超荧光效应,还可以通过外部应用耦合光场的调节维度来控制激子合奏的合作状态。在一个在分布式bragg repetor上覆盖的钙钛矿量子点薄膜薄膜薄膜的轻度杂种结构中揭示了一种称为合作激子 - 波利顿的新的准粒子。在非线性阈值上方,极化缩合发生在具有同步激子的至关重要作用的下极化分支上的非零动量状态。从超级荧光到偏振子凝结的相变表现出线宽下降的典型特征,宏观相干性的增加以及加速的辐射衰减速率。这些发现有望为超亮性和非常规连贯的光源打开新的潜在应用,并且可以使合作效应用于量子光学元件。
间隙距离≈50nm时石墨烯的电子密度达到极限。与SiO2等极性电介质材料相比,石墨烯可以在更宽的红外频率区域激发表面等离子体极化子(SPP),为辐射传热增强提供极好的通道。[1,21]精心控制石墨烯的几何形状还可以实现诸如超导体[22]、关联绝缘体[23]、原子级离子晶体管[24]、超薄海水淡化膜[25]等特殊材料。理论上,可以通过多层系统[26–28]通过多表面态耦合(如多个等离子体[29,30]或非互易石墨烯等离子体耦合)进一步增强NFTR。[31]在这里,制备多个石墨烯片的间隙桥接悬浮晶体将允许组织等离子体极化子模式。这些耦合的 SPP 为 NFTR 增强提供了一个非常好的通道,因为近乎完美的光子隧穿概率涵盖了很大范围的横向波矢。石墨烯片具有与线性狄拉克带中的费米能级相关的高度可调的耦合 SPP。调整费米能级可使片间等离子体极化子支持所需中远红外频率区域内的光子隧穿,从而实现优化的 NFTR 增强。然而,制备这种多层悬浮系统具有挑战性。许多支撑材料,如 SiO 2 、Si 或 hBN,会将这些表面模式限制在较小的横向波矢中,因为这些结构的折射率更高且损耗更大。在这里,我们研究了石墨烯/SU8/5 层异质结构 (Gr/SU8/5L),因为 SU8 在中远红外频率区域内与真空在光学上相似(第 S6 部分,支持信息)。调整费米能级可以控制 k 空间中 SPP 的形状,从而控制 NFTR 增强。由于石墨烯 SPP 的强耦合,在两个 Gr/SU8/5L 异质结构之间,间隙距离约为 55 nm 时,与 BB 极限相比,增强了约 1129 倍。据我们所知,顶级相关研究显示,在类似的间隙距离下,增强了(相对于其相应的远场极限,远场极限小于 BB 极限),例如在 ≈ 50 nm 时增强了约 100 倍 [17],在 ≈ 42 nm 时增强了约 84 倍 [18],在 ≈ 50 nm 时增强了约 156 倍 [19]。因此,我们的 Gr/SU8/5L 异质结构在类似的间隙距离下实现了近一个数量级的改进。这种巨大的热传递可能会激发热光伏[32]、热管理[33]和新型通信系统[34]等领域的潜在应用。
在支持所谓的表面晶格共振(SLR)的光学元面积中。5,10后者提供了在大面积上易于制造的优势,并且可能在集成光子学中使用。与原子的气体(BEC的原始平台)相反,11个激子北极星的寿命很短。这些短寿命限制了基态的EP密度的堆积,从而导致凝结阈值增加。因此,EP凝结需要强大的激光系统来产生足够高的激子并达到阈值,这使得Polariton激光不适合大多数应用。在本文中,我们通过显着降低由硅(SI)跨表面形成的全电腔中的损耗来证明较低的阈值EP构度,从而增加了EP寿命。最近的努力成功地通过取代支持MIE-SLR的低损坏介电元表面的等离子介电元表面来减少凝结阈值。12由于SLR的高Q因子(400 - 700),部分原因是材料损失的减少,凝结阈值显着降低。在这里,我们通过