Τόμος 11, Τεύχος 3 Μάρτιος 2019 Προβολή έκδοσης ΥΨΗΛΟΥΣ ΑΡΘΡΕΣ Επιστολή προτάσεων του συντάκτη Ανωμαλία μεταφοράς θερμότητας κοντά σε πεδίο σε ανθρακούσες νανοδομές με κράτη άκρων Gaomin Tang, Han Hoe Yap, Jie Ren και Jian-Sheng Wang Phys. Rev. Applied 11, 031004 (2019) – Published 26 March 2019 Near-field heat transfer is essential in thermal nanolithography, scanning thermal microscopy, and thermophotovoltaics, for example, but applications are hindered by low heat-current amplitude. This work shows that the heat current can be significantly boosted in the presence of localized zero-energy edge states, which offers a means of thermal switching via externally tuning for the presence or absence of such states. Surprisingly, heat transfer exhibits nonmonotonic behavior with respect to gap distance, at these length scales; it does not simply increase as the gap closes. These insights could change the way we approach thermal management at the nanoscale. Editors' Suggestion Broken Symmetry Effects due to Polarization on Resonant Tunneling Transport in Double-Barrier Nitride Heterostructures Jimy Encomendero, Vladimir Protasenko, Berardi Sensale-Rodriguez, Patrick Fay, Farhan Rana, Debdeep Jena, and Huili Grace Xing Phys. Rev. Applied 11, 034032 (2019) – Published 13 March 2019 In semiconductor heterostructures with internal polarization that breaks inversion symmetry, resonant tunneling of electrons is very interesting for high-power ultrafast oscillators and THz quantum cascade lasers, but the effects of the broken symmetry on the magnitude and phase of the electron resonances are unclear. Here those transport quantities are measured by systematically controlling quantum inference effects, and a general quantum transport model for polar heterostructures explains all of the experimental features arising from broken inversion symmetry. This represents a significant step in understanding resonant tunneling, and impacts the design of III-nitride quantum devices. Editors' Suggestion From Solar Cells to Ocean Buoys: Wide-Bandwidth Limits to Absorption by Metaparticle Arrays Mohammed Benzaouia, Grgur Tokić, Owen D. Miller, Dick K.P. Yue, and Steven G. Johnson Phys. Rev. Applied 11, 034033 (2019) – Published 14 March 2019 The Yablonovitch limit has long provided an upper bound for how much enhancement can be achieved through surface texturing in solar cells. In this study, the authors develop a similar approximate limit for dilute arrays of absorbing “metaparticles”, and interestingly apply the result to arrays of buoys for harvesting the energy of oceanic waves. This result is applicable to a broad range of scattering problems; in particular it bridges the gap between two seemingly different problems in energy extraction that nonetheless feature similar underlying physics. Editors' Suggestion Dual-Axis π-Pulse Magnetometer with Suppressed Spin-Exchange Relaxation Elena Zhivun, Michael Bulatowicz, Alexander Hryciuk, and Thad Walker Phys. Rev. Applied 11, 034040 (2019) – Published 18 March 2019 Spin-exchange relaxation-free (SERF) optical atomic magnetometers are a promising alternative to superconducting quantum interference devices (SQUIDs) for biomedical applications, as they do not require liquid-helium cryogenics or a shielded room. However, their sensitivity in the 0.1–100 Hz range is undermined by 1/f noise. The authors present a vector SERF magnetometer with suppressed 1/f noise, due to the ac response along each of its two sensitive axes. The improved long-term stability of this system offers the possibility of precise gradiometry with several independent sensors. Editors' Suggestion Telecom-Band Quantum Optics with Ytterbium Atoms and Silicon Nanophotonics Jacob P. Covey, Alp Sipahigil, Szilard Szoke, Neil Sinclair, Manuel Endres, and Oskar Painter Phys. Rev. Applied 11, 034044 (2019) – Published 19 March 2019 Wavelengths in the telecommunication window (ca.1.25–1.65 μm) are ideal for quantum communication, due to the low transmission loss in optical-fiber networks. To realize quantum networks operating at these wavelengths, we need long-lived quantum memories that couple efficiently to telecom-band photons. This study proposes using optical tweezers to couple neutral ytterbium atoms, which have a strong telecom-wavelength transition, to a silicon photonic-crystal cavity. The combination of high system efficiency, telecom-band operation, and long coherence times makes this platform well suited for quantum optics on a silicon chip and long-distance quantum communication. Editors' Suggestion Nanosecond rf-Power Switch for Gyrotron-Driven Millimeter-Wave Accelerators S.V. Kutsaev, B. Jacobson, A.Yu. Smirnov, T. Campese, V.A. Dolgashev, V. Goncharik, M. Harrison, A. Murokh, E. Nanni, J. Picard, M. Ruelas, and S.C. Schaub Phys. Rev. Applied 11, 034052 (2019) – Published 21 March 2019 Terahertz accelerators can achieve potential gradients beyond 200 MV/m. Gyrotrons are the only power sources capable of producing megawatt-level, microsecond-long pulses in this frequency range, yet nanosecond-long pulses are required for breakdown-free operation. The authors explore the possibility of using a single GaAs wafer to enable production of the required pulse widths, with rise and fall times that closely track the illuminating laser’s pulse length. They demonstrate and quantify the reflective properties and laser-induced photoconductive effect of GaAs in the millimeter-wave regime, for use in a laser-operated shutter. LETTERS Letter Quantum Efficiency of III-Nitride Emitters: Evidence for Defect-Assisted Nonradiative Recombination and its Effect on the Green Gap Aurelien David, Nathan G. Young, Christophe A. Hurni, and Michael D. Craven Phys. Rev. Applied 11 , 031001 (2019) - Δημοσίευση 1 Μαρτίου 2019 ΕγώΕγώΕγώΟι εκπομποί -Ν επέτρεψαν την τεχνολογική επανάσταση του φωτισμού με LED, αλλά μερικές εφαρμογές παραμένουν εμπόδια από δύο φαινόμενα, από συζήτηση προέλευσης, που υποβαθμίζουν την κβαντική απόδοση σε υψηλή ισχύ σε LEDs μεγάλου μήκους κύματος (το «πράσινο χάσμα»). Σε αυτή τη μελέτη της δυναμικής των φορέων, οι συγγραφείς ανακαλύπτουν ότι δύο φαινόμενα αλληλοσυνδέονται και συσχετίζονται με την πυκνότητα των ελαττωμάτων. Πέρα από την κοινώς γνωστή επίδραση, τα ελαττωματικά δείγματα πάσχουν από μια πρόσθετη μορφή μη ραδιενεργού ανασυνδυασμού σε υψηλό ρεύμα και αυτή η τάση επιδεινώνεται σε μεγάλα μήκη κύματος. Αυτά τα ευρήματα παρέχουν καθοδήγηση για την ανάπτυξη πιο αποδοτικών LED, σε όλες τις δυνάμεις και τα μήκη κύματος. Γράμμα Συνεπής Οπτικός Έλεγχος ενός Κβαντικού-Dot Spin-Qubit σε μια Διασύνδεση Spin-Photon με Κυματοδηγό Ο Dapeng Ding, ο Martin Hayhurst Appel, ο Alisa Javadi, ο Xiaoyan Zhou, ο Matthias Christian Löbl, ο Immo Söllner, ο Rüdiger Schott, ο Camille Papon, ο Tommaso Pregnolato, ο Λεονάρντο Μίντολο, ο Andreas Dirk Wieck, ο Arne Ludwig, ο Richard John Warburton, ο Tim Schröder και ο Peter Lodahl Phys. Rev. Applied 11 , 031002 (2019) - Δημοσίευση 13 Μαρτίου 2019 Οι διασυνδέσεις Spin-photon που βασίζονται σε μια (In, Ga) Ως κβαντική κουκκίδα σε συνδυασμό με έναν κυματοδηγό αποτελούν μια πολλά υποσχόμενη διαδρομή προς την κλιμάκωση της επεξεργασίας κβαντικών πληροφοριών, αλλά ο συνεπής έλεγχος της κατάστασης σπιν είναι προκλητικός, λόγω του πολύπλοκου κοντά- μετασχηματισμό πόλωσης που προκαλείται από τον κυματοδηγό. Οι συγγραφείς αναζητούν μια συγκεκριμένη πόλωση φωτός που διεγείρει ένα κυκλικό δίπολο στην κβαντική κουκκίδα και χρησιμοποιεί αυτή την πόλωση για τον συνεκτικό έλεγχο της περιστροφής ηλεκτρονίων. Λαμβάνουν χρόνο συνοχής 2,2 ns, συγκρίσιμο με την τυπική τιμή σε μαζικά μέσα. Η μέθοδος των συγγραφέων για διέγερση με πόλωση μπορεί να εφαρμοστεί εύκολα και σε άλλες νανοφωτονικές δομές.