لیزرز کے زیر کنٹرول ویل کوسیپارٹیکلز کے الٹرااسٹ موشن کے مطالعہ میں پیشرفت ہوئی ہے

وائل کوسیپارٹیکلز کے الٹرااسٹ موشن کے مطالعہ میں پیشرفت ہوئی ہے جس کے ذریعہ کنٹرول کیا گیا ہےلیزرز

حالیہ برسوں میں ، ٹوپولوجیکل کوانٹم ریاستوں اور ٹوپولوجیکل کوانٹم مواد پر نظریاتی اور تجرباتی تحقیق گاڑھا ہوا مادے کی طبیعیات کے شعبے میں ایک گرما گرم موضوع بن چکی ہے۔ مادے کی درجہ بندی کے ایک نئے تصور کے طور پر ، ٹوپولوجیکل آرڈر ، جیسے توازن ، گاڑھا مادے کی طبیعیات میں ایک بنیادی تصور ہے۔ ٹوپولوجی کی گہری تفہیم کا تعلق گاڑھا ہوا مادے کی طبیعیات میں بنیادی مسائل سے ہے ، جیسے بنیادی الیکٹرانک ڈھانچہکوانٹم مراحل، کوانٹم مرحلے کی منتقلی اور کوانٹم مراحل میں بہت سے متحرک عناصر کی جوش و خروش۔ ٹوپولوجیکل مواد میں ، آزادی کی بہت سی ڈگری ، جیسے الیکٹران ، فوننز اور اسپن کے مابین جوڑے ، مادی خصوصیات کو سمجھنے اور ان کو منظم کرنے میں فیصلہ کن کردار ادا کرتے ہیں۔ ہلکی سی جوش کو مختلف تعاملات کے درمیان فرق کرنے اور مادے کی حالت میں ہیرا پھیری کرنے کے لئے استعمال کیا جاسکتا ہے ، اور اس کے بعد مواد کی بنیادی جسمانی خصوصیات ، ساختی مرحلے کی منتقلی ، اور نئی کوانٹم ریاستوں کے بارے میں معلومات حاصل کی جاسکتی ہیں۔ فی الحال ، لائٹ فیلڈ کے ذریعہ چلنے والے ٹوپولوجیکل مادوں کے میکروسکوپک سلوک اور ان کے خوردبین جوہری ڈھانچے اور الیکٹرانک خصوصیات کے مابین تعلقات ایک تحقیقی مقصد بن چکے ہیں۔

ٹوپولوجیکل مواد کے فوٹو الیکٹرک ردعمل کا طرز عمل اس کے مائکروسکوپک الیکٹرانک ڈھانچے سے گہرا تعلق رکھتا ہے۔ ٹوپولوجیکل نیم دھاتوں کے لئے ، بینڈ چوراہے کے قریب کیریئر کا جوش و خروش نظام کی لہر کی تقریب کی خصوصیات کے لئے انتہائی حساس ہے۔ ٹوپولوجیکل نیم دھاتوں میں نون لائنر آپٹیکل مظاہر کا مطالعہ نظام کی پرجوش ریاستوں کی جسمانی خصوصیات کو بہتر طور پر سمجھنے میں ہماری مدد کرسکتا ہے ، اور یہ توقع کی جاتی ہے کہ ان اثرات کو تیاری میں استعمال کیا جاسکتا ہے۔آپٹیکل ڈیوائسزاور شمسی خلیوں کا ڈیزائن ، مستقبل میں ممکنہ عملی ایپلی کیشنز کی فراہمی۔ مثال کے طور پر ، وائل نیم دھات میں ، سرکلر پولرائزڈ لائٹ کے فوٹوون جذب کرنے سے اسپن کو پلٹائیں گے ، اور کونیی رفتار کے تحفظ کو پورا کرنے کے ل we ، وائل شنک کے دونوں اطراف میں الیکٹران کا جوش و خروش کو سرکلر پولرائزڈ لائٹ پروپیگیشن کی سمت کے ساتھ غیر متناسب طور پر تقسیم کیا جائے گا ، جس کو چیریل سلیکشن رعایت کہا جاتا ہے۔

ٹوپولوجیکل مادوں کے نون لائنر آپٹیکل مظاہر کا نظریاتی مطالعہ عام طور پر مادی زمینی ریاست کی خصوصیات اور توازن کے تجزیے کے حساب کتاب کو یکجا کرنے کا طریقہ اپناتا ہے۔ تاہم ، اس طریقہ کار میں کچھ نقائص ہیں: اس میں رفتار کی جگہ اور حقیقی جگہ میں پرجوش کیریئر کی اصل وقت کی متحرک معلومات کا فقدان ہے ، اور یہ وقت سے حل شدہ تجرباتی پتہ لگانے کے طریقہ کار کے ساتھ براہ راست موازنہ قائم نہیں کرسکتا ہے۔ الیکٹران فوننز اور فوٹوون فوننز کے مابین جوڑے پر غور نہیں کیا جاسکتا۔ اور یہ کچھ خاص مرحلے کی منتقلی کے ل. اہم ہے۔ اس کے علاوہ ، یہ نظریاتی تجزیہ نظریہ نظریہ پر مبنی ہے جو مضبوط روشنی کے میدان کے تحت جسمانی عمل سے نمٹ نہیں سکتا ہے۔ پہلے اصولوں پر مبنی وقت پر منحصر کثافت فنکشنل سالماتی حرکیات (TDDFT-MD) تخروپن مذکورہ بالا مسائل کو حل کرسکتا ہے۔

حال ہی میں ، محقق مینگ شینگ ، پوسٹ ڈاکیٹرل محقق گوان مینگکسو اور ڈاکٹریٹ کے طالب علم وانگ این کی ریاست کے کلیدی لیبارٹری آف اسٹیٹ کلیدی لیبارٹری کے ایس ایف 10 گروپ کے ایس ایف 10 گروپ کے ایس ایف 10 گروپ کے شعبوں کی فزکس آف فزکس کی سرفیسڈ فزکس/بیجنگ نیشنل ریسرچ فزکس کے انسٹی ٹیوٹ آف فزکس کی سرفیسڈ فزکس کی سرفیس 10 گروپ کے ایس ایف 10 گروپ کے ، پروفیسر سن جیٹا کے ساتھ تعاون کرتے ہوئے ، نقلی سافٹ ویئر ٹی ڈی اے پی۔ دوسری قسم کے وائل سیمی میٹل ڈبلیو ٹی ای 2 میں الٹرا فاسٹ لیزر کو کوآسٹ پارٹیکل جوش و خروش کی جوابی خصوصیات کی تحقیقات کی جاتی ہیں۔

یہ دکھایا گیا ہے کہ وائل پوائنٹ کے قریب کیریئروں کی منتخب جوش و خروش کا تعین جوہری مداری توازن اور منتقلی کے انتخاب کے اصول کے ذریعہ کیا جاتا ہے ، جو چیرل جوش و خروش کے لئے معمول کے اسپن سلیکشن رول سے مختلف ہے ، اور اس کے جوش و خروش کے راستے کو لکیری پولرائزڈ لائٹ اور فوٹون توانائی کی پولرائزیشن سمت کو تبدیل کرکے کنٹرول کیا جاسکتا ہے (تصویر 2)۔

کیریئروں کی غیر متناسب جوش و خروش اصلی جگہ میں مختلف سمتوں میں فوٹو کارنٹس کی حوصلہ افزائی کرتا ہے ، جو سسٹم کی انٹلیئر پرچی کی سمت اور توازن کو متاثر کرتا ہے۔ چونکہ ڈبلیو ٹی ای 2 کی ٹوپولوجیکل خصوصیات ، جیسے ویل پوائنٹس کی تعداد اور رفتار کی جگہ میں علیحدگی کی ڈگری ، نظام کی توازن پر انتہائی انحصار کرتی ہے (شکل 3) ، کیریئر کا غیر متناسب جوش و خروش اس وقت کی جگہ میں ویل کوسٹی پارٹیکلز کے مختلف طرز عمل اور نظام کی ٹاپولوجیکل خصوصیات میں اسی طرح کی تبدیلیوں کو لائے گا۔ اس طرح ، مطالعہ فوٹو ٹوپولوجیکل مرحلے کی منتقلی (شکل 4) کے لئے ایک واضح مرحلہ آریگرام فراہم کرتا ہے۔

نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ ویل پوائنٹ کے قریب کیریئر اتیجیت کی چیریٹی کی طرف توجہ دی جانی چاہئے ، اور لہر کے فنکشن کی جوہری مداری خصوصیات کا تجزیہ کیا جانا چاہئے۔ دونوں کے اثرات ایک جیسے ہیں لیکن میکانزم واضح طور پر مختلف ہے ، جو ویل پوائنٹس کی یکسانیت کی وضاحت کے لئے نظریاتی بنیاد فراہم کرتا ہے۔ اس کے علاوہ ، اس مطالعے میں اپنایا گیا کمپیوٹیشنل طریقہ ایک تیز رفتار ٹائم اسکیل میں جوہری اور الیکٹرانک سطح پر پیچیدہ تعاملات اور متحرک طرز عمل کو گہرائی سے سمجھ سکتا ہے ، ان کے مائکرو فزیکل میکانزم کو ظاہر کرتا ہے ، اور توقع کی جاتی ہے کہ ٹاپولوجیکل مادوں میں نان لائنر آپٹیکل فینومینا پر مستقبل کی تحقیق کے لئے ایک طاقتور ذریعہ ہوگا۔

نتائج جریدے نیچر مواصلات میں ہیں۔ اس تحقیقی کام کی تائید قومی کلیدی ریسرچ اینڈ ڈویلپمنٹ پلان ، نیشنل نیچرل سائنس فاؤنڈیشن اور چینی اکیڈمی آف سائنسز کے اسٹریٹجک پائلٹ پروجیکٹ (زمرہ بی) نے کی ہے۔

انجیر .1.a. سرکلر پولرائزڈ لائٹ کے تحت مثبت چیریٹی سائن (χ =+1) کے ساتھ ویل پوائنٹس کے لئے چیریٹی سلیکشن رول ؛ بی کے وائل پوائنٹ پر جوہری مداری توازن کی وجہ سے انتخابی جوش و خروش۔ آن لائن پولرائزڈ روشنی میں χ =+1

انجیر۔ 2. A ، TD-WTE2 کا جوہری ڈھانچہ ڈایاگرام ؛ بی۔ فرمی سطح کے قریب بینڈ کا ڈھانچہ ؛ (سی) بریلوین خطے میں اعلی توازن لائنوں کے ساتھ ساتھ جوہری مدار کی بینڈ کا ڈھانچہ اور نسبتا شراکت ، تیر (1) اور (2) بالترتیب وائل پوائنٹس سے قریب یا دور کی جوش و خروش کی نمائندگی کرتی ہے۔ ڈی۔ گاما-ایکس سمت کے ساتھ ساتھ بینڈ کے ڈھانچے کی وسعت

انجیر .3. اے بی: کرسٹل کے اے محور اور بی محور کے ساتھ لکیری پولرائزڈ لائٹ پولرائزیشن سمت کی نسبتا int انٹیلیئر حرکت ، اور اسی تحریک کے انداز کی مثال دی گئی ہے۔ C. نظریاتی تخروپن اور تجرباتی مشاہدے کے مابین موازنہ ؛ ڈی ای: سسٹم کا ہم آہنگی ارتقاء اور کے زیڈ = 0 طیارے میں دو قریب ترین وائل پوائنٹس کی پوزیشن ، نمبر اور ڈگری کی پوزیشن اور ڈگری

انجیر۔ 4. خطی پولرائزڈ لائٹ فوٹوون انرجی (؟) ω) اور پولرائزیشن سمت (θ) منحصر مرحلے کی آریھ کے لئے TD-WTE2 میں فوٹو ٹوپولوجیکل فیز ٹرانزیشن