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手性单光子发电机| dr-ntu
光子是理想的信息载体，因为它们之间的超快传输速度和最小的相互作用。光子携带的信息按频率，振幅和相位调制编码为波。通过右圆极化分类的光学手性提供了额外的编码能力。1特别是将光的手性与单光子发射结合起来，为量子光学的研究创造了新的最前沿。单光子源为在单Quanta级别操纵光与互动的网关打开了网关。量子状态的叠加和纠缠特性的研究增强了安全的通信和量子计算。从这个角度来看，我们重点介绍了手性光生成器的最新进展，并讨论了将手性单光子用于未来应用的可能性。
铁电体中可控的 skyrmion 手性
手性是一种基本的不对称性质，用来描述可与其镜像区分开来的系统，它仍然是现代科学关注的焦点 1 – 4 ，手性材料有多种应用 5 – 8 。手性拓扑结构为新一代手性材料奠定了基础，其中手性扩展到纳米和微米尺度。在胆甾型液晶中观察到了非均匀手性态、螺旋、蓝色和扭曲晶界 (TGB) 相 9、10 。Skyrmion 是矢量序参数（如磁化强度或极化密度）的手性结构，由于其在信息技术中的潜在应用，在过去十年中在磁性材料中引起了相当大的关注 11 – 13。然而，这些材料的一个显着特征是特定的非手性对称性，这种对称性由胆甾体中的非镜像对称分子或磁性系统中的反对称自旋交换所具有，从而导致 Dzyaloshinskii-Moriya 自旋相互作用。最近，据报道，将承载 skyrmion 的磁体类型扩展到没有 Dzyaloshinskii-Moriya 自旋相互作用的系统14，15。然而，在这些系统中调整 skyrmion 手性的可能性仍是一个悬而未决的问题。虽然铁电材料中不存在预定义的手性对称性，但最近发现它们具有丰富的手性拓扑激发，包括布洛赫畴壁16-19，具有 skyrmion 结构的无芯涡旋20-22，单个 skyrmion 23，24，skyrmion 晶格 25 和 Hopfion 26。铁电体的一个显著特征是，当去极化电荷 ρ = ∇⋅ P 重排以降低它们的相互作用能时，由于限制和去极化效应的特定相互作用导致自发对称性破缺，从而出现手性，导致极化发生手性扭曲。重要的是，不同的手性（“左”态和“右”态）在能量上是简并的，因此可以互相切换。然而，执行这种手性切换是一项挑战，因为可以作为控制参数的基本场具有非手性性质。我们发现，由于去极化效应会导致大量拓扑激发，因此铁电纳米点可以提供丰富的相图，并且我们证明铁电纳米点包含极化 skyr-mions。特别是，我们设计了一个系统，其中可以通过施加电场来实现相反手性之间的受控切换。
光子和旋转的手性金属卤化物
图1 |手性卤化物钙钛矿的光学和自旋表征的示例[1]。（S -HP1A）2 PBBR 4的晶体结构，具有4 3和4 1对称元素的插图。b（S -HP1A）2 PBBR 4和（R -HP1A）2 PBBR 4的薄膜的圆形二色性和 - s斑谱光谱。C磁性原子力M- croscopy（MC-AFM）测量的示意图。 d在（S -HP1A）2 Pbbr 4（红色）和（R -HP1A）2 PBBR 4（蓝色）中的自旋极化的平均值。C磁性原子力M- croscopy（MC-AFM）测量的示意图。d在（S -HP1A）2 Pbbr 4（红色）和（R -HP1A）2 PBBR 4（蓝色）中的自旋极化的平均值。
金属构造剂...
图1。A）在PT/INGA/N -SI/SIO/SIO X/PT下，AO-ECL发射（AO-ECL）的方案是由EXC光子吸收触发的。b）电荷传输机制的方案，导致可见的440-nm光子在固体界面处产生。c）在PT/INGA/INGA/N -SI/SIO X/PT（CYAN曲线）和电解质吸收（灰色曲线）时，在PT/INGA/N -SI/N-SIO/SIO X/PT（灰色曲线）时，在PT/INGA/N -SI/N-SI/N-SIO/SIO X/PT（灰色曲线）处的IR 850 nm LED（棕色曲线）的归一化光谱。si bandGap由虚线的黑线表示，由AO-ECL诱导的波长的移位由红色箭头表示。d）N -Si/Sio X的XPS调查光谱，在涂层之前（橙色曲线）和N -SI/SIO X/PT的N -Si/Sio X/PT，在溅射2 nm厚的PT膜（粉红色曲线）后。
手性诱导的复合材料中的自旋选择性
视频：磁性是巨大的基本和技术重要性领域。在原子水平上，磁性起源于电子“自旋”。纳米融合（或基于纳米级的自旋电子学）的领域旨在控制纳米级系统中的旋转，这在过去几十年中导致了数据存储和磁场传感技术的天文学改善，并获得了2007年诺贝尔物理学奖的认可。纳米级固态器件中的旋转也可以充当新兴量子技术的量子位或量子位，例如量子计算和量子传感。由于磁性与旋转之间的基本联系，铁磁体在许多固态自旋装置中起着关键作用。这是因为在费米水平上，状态的电子密度是自旋偏振的，这允许铁磁体充当自旋的电气喷射器和检测器。铁磁体在费米水平的低自旋极化，流浪磁场，串扰和纳米级的热不稳定性方面存在局限性。因此，需要新的物理学和新材料，以将自旋和量子设备技术推向真正的原子极限。出现的新现象，例如手性诱导的自旋选择性或CISS，其中观察到载体自旋与中性的有趣相关性，因此可以在纳米杂交中发挥作用。这种效果可以允许分子尺度，手性控制自旋注射和检测，而无需任何铁磁铁，从而为装置旋转的基本方向打开了一个新的方向。■密钥参考CISS在此重点的账户中发现了在手性分离，识别，检测和不对称催化等不同领域的无数应用，但由于其对未来旋转基因技术的巨大潜力，我们专门回顾了这种影响的旋转器械结果。第一代基于CISS的自旋装置主要使用手性生物有机分子。但是，也已经确定了这些材料的许多实际局限性。因此，我们的讨论围绕着手性复合材料的家族，由于它们能够在单个平台上吸收各种理想的材料特性，因此可以成为CISS的理想平台。在过去的几十年中，有机化学界对这类材料进行了广泛的研究，我们讨论了已确定的各种手性转移机制，这些机制在CISS中起着核心作用。接下来，我们将讨论对其中一些手性复合材料进行的CISS设备研究。重点是给手性有机碳同素同素复合材料的家族，在过去的几年中，该帐户的作者对此进行了广泛的研究。有趣的是，由于存在多种材料，杂交手性系统的CISS信号有时与纯手性系统中观察到的信号不同。鉴于手性复合材料的巨大多样性，到目前为止，CISS设备研究仅限于几种品种，预计该帐户将增加对手性复合材料家族的关注，并激励对其CISS应用的进一步研究。
手性非线性实现了强大的拓扑保护
非线性拓扑的询问要少得多。现有的进步集中在有限幅度和相当多种类型的非线性上。因此，实现很少与非线性的要求有关。在这里，我们通过确定非线性规则并证明其在现实世界实验中的相关性来探索非线性拓扑保护。我们采用手性对称性的优势，并确定其在一般非线性环境中延续的条件。将其应用于一维拓扑晶格，我们显示了零能量边缘状态的可能的演化路径，这些状态在拓扑上保留了拓扑上非动物阶段，而不管手性非线性的具体情况如何。基于具有非本地非线性的声学原型设计，我们从理论上，数值和实验上实现了非线性拓扑边缘状态，这些状态在所有非线性程度和方向上持续存在而无需任何频率移动。我们的发现揭示了一个与拓扑非客气性兼容的广泛非线性家族，为在非线性拓扑的新兴领域中建立了稳固的基础。
自下而上可调宽带半反射手性镜
传统镜子在反射时会改变圆偏振光的手性。然而，人们对设计和制造手性保持镜子以及手性反射超表面的需求日益增长，这些镜子的反射光子自旋态可调，可在紫外和可见光域的宽波长范围内工作。到目前为止，大多数手性镜都是通过自上而下的技术制备的，例如电子束光刻，这些技术成本非常高，并且难以扩展到宏观设备。这里介绍了一种有效的自下而上的策略，用于通过使用逐层组装取向银纳米线层来制造手性镜，这些银纳米线层是通过在半反射银层上进行掠入射喷涂制备的。由此产生的手性超表面对紫外、可见光和近红外域中宽波长范围内的圆偏振光显示出结构相关的差分反射率，达到了极高的品质因数。它们的差分反射率可达到最大偏振效率的 95%，且反射光的旋向性部分保留。这些具有可调手性反射率的大面积手性镜在光学、传感和手性光与物质相互作用等各个领域都有着广阔的应用前景。