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首页>> news>> 2024年06月组内文献阅读汇报



Chirality tuning and reversing with resonant phase-change metasurfaces


在光子结构的圆二色性的动态控制是至关重要的紧凑型光谱仪,立体显示器,并利用多自由度的信息处理。超表面可以帮助手性器件小型化,但只能产生静态和有限的手性响应。虽然外部刺激可以调节共振,但它们的调制通常很弱,并且连续逆转圆二色性的标志是极具挑战性的。该工作展示了支持连续介质中手性束缚态的共振超表面与相变材料相结合的动态可调手性响应。在非晶相和结晶相之间的相变允许控制手性响应,并通过手性连续体在-0.947到+0.958之间快速变化手性。该演示支持手性光子学及其应用的快速发展。

文献出处:Xinbo Sha et al. ,Chirality tuning and reversing with resonant phase-change metasurfaces.Sci. Adv.10,eadn9017(2024).DOI:10.1126/sciadv.adn9017



报告人:罗猜


Topological valley Hall polariton condensation


光子拓扑绝缘体具有强大的定向传播能力和对边缘/表面状态缺陷扰动的免疫能力。激子-极化激元,即半导体微腔中激子和光子的杂化准粒子,已被提出作为模拟拓扑现象的可调谐非线性平台。然而,主要由于激子材料的限制,迄今为止的实验观测还不能进入非线性凝聚状态,或者只显示一维的局部凝聚。该工作展示了室温下无外加磁场条件下具有激子极化子凝聚的拓扑传播边态。该工作通过使用具有谷霍尔晶格设计的激子CsPbCl3卤化物钙钛矿来克服材料限制。激子极化激元晶格具有18.8 meV的大带隙,并表现出强烈的非线性激子极化激元凝聚,在临界泵浦密度范围内具有清晰的远程空间相干性。非线性多体光子系统平台的几何参数和材料组成原则上可以定制,用于研究准粒子相互作用的拓扑现象。

文献出处:Peng, K., Li, W., Sun, M. et al. Topological valley Hall polariton condensation. Nat. Nanotechnol. (2024). https://doi.org/10.1038/s41565-024-01674-6



报告人:罗猜



Metasurface-enabled on-chip multiplexed diffractive neural networks in the visible


用光子代替电子是实现高速、大规模并行、低功耗人工智能计算的一条引人注目的途径。由相位表面组成的衍射网络通过线性光学变换被训练以执行机器学习任务。然而,现有的架构往往包含庞大的组件,无法模仿人脑进行多任务处理。这里展示了一种基于超表面器件的多技能衍射神经网络,它可以在可见光中执行片上多通道传感和多任务处理。亚波长纳米结构的偏振复用方案被应用于构建多通道分类器框架,用于同时识别数字和时尚物品。人工神经元的面密度可以达到6.25 × 106 mm - 2乘以通道数。该超表面与成熟的互补金属氧化物半导体成像传感器集成,提供了一种芯片级架构,可直接在物理层处理信息,用于机器视觉、自动驾驶和精准医疗等领域的高能效和超快图像处理。

X. Luo, Y. Hu, X. Ou, X. Li, J. Lai, N. Liu, X. Cheng, A. Pan, H. Duan, Metasurface-enabled on-chip multiplexed diffractive neural networks in the visible. Light Sci Appl 11, 158 (2022).



报告人:付朋


Photonic machine learning with on-chip diffractive optics


机器学习技术在高性能信息处理领域得到了广泛的应用。然而,现有硬件的计算速率受到传统冯·诺依曼架构的严重限制。光子学方法在执行涉及复杂计算的深度学习过程中显示出非凡的潜力。该文章提出了一种基于绝缘体上硅平台的片上衍射光学神经网络( DONN ),以执行具有高集成度和低功耗特性的机器学习任务。为了验证所提出的DONN,我们制作了占地面积为0.15 mm2和0.3 mm2的1-隐含层和3-隐含层片上DONN,并在Iris植物数据集的分类任务上实验验证了它们的性能,准确率分别为86.7%和90%。此外,还制作了一个3 -隐含层片上DONN,用于对修改的国家标准和技术研究所手写数字图像进行分类。所提出的无源片上DONN为加速未来人工智能硬件提供了一个潜在的解决方案,并提高了性能。

T. Fu, Y. Zang, Y. Huang, Z. Du, H. Huang, C. Hu, M. Chen, S. Yang, H. Chen, Photonic machine learning with on-chip diffractive optics. Nat Commun 14, 70 (2023).



报告人:付朋



Optical Microcavity-Induced Moiré Exciton Localization in Twisted WSe2 Homobilayer


二维莫尔超晶格为操纵量子材料提供了一个多功能平台,通过利用其空间变化的原子高对称性点来修改电子结构,从而导致平面电子平带,增强的电子相互作用以及新颖的量子现象的出现。尽管对转角双层莫尔超晶格内的莫尔激子进行了广泛的研究,但莫尔超晶格和光学微腔之间的相互作用仍然需要进一步探索。这里,利用低温光致发光(PL)光谱,在WSe2具有小扭转角的同质双层位于 SiO2(285 nm)/Si 衬底顶部的光学微腔上观察到光学腔边缘的扭曲同质双层(Edge-THB)表现出增强的莫尔激子局域化和更深的莫尔势。这种行为归因于光学微腔结构对莫尔超晶格引起的应变和电磁场放大的综合影响。此外,通过全面分析,包括温度相关的 PL 光谱、圆偏振 PL 光谱和 Edge-THB 的 Landé-g 因子测量,验证了莫尔激子的存在。这些发现为莫尔超晶格和光学微腔之间复杂的相互作用提供了宝贵的见解,为量子技术的未来应用铺平了道路。

B. Wu et al., Adv. Funct. Mater. 2024, 2402493.



报告人:张天天


Twist Angle–dependent Valley Polarization Switching in Heterostructures


过渡金属二硫化合物范德华异质结构中的莫尔超晶格可以操纵层间激子 (IX) 的谷物理学,为下一代谷电子器件铺平道路。然而,迄今为止,在电控异质结构中,还没有研究过激子电势随扭转角度变化对谷极化的控制。电控异质结构中的激子电势随转角度变化的控制,以及其物理机制还有待探索。在此,我们证明了极化切换和谷极化程度对莫尔纹周期的依赖性。我们还发现了转角对激子势和电子-空穴交换相互作用的机制,从而解释了实验观察到的与转角有关的 IXs 谷极化。此外,我们还在极化开关的基础上实现了谷可寻址器件。我们的工作证明了通过调节电控异质结构中的扭转角来操纵 IXs 的谷极化,这为电子控制双电子器件中的谷自由度开辟了一条途径。

D. Dai et al. , Sci. Adv. 2024, 1281.



报告人:张天天


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