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Schottky defects arise when some lattice points in a crystal, such as those in NaCl, remain unoccupied, creating lattice vacancies without disturbing the overall electrical neutrality of the crystal. This defect is common in ionic crystals where the positive and negative ions are similar in size, as seen in sodium chloride and cesium chloride. The presence of Schottky defects enables the crystal to conduct electricity to a small extent through an ionic mechanism. Electric fields cause nearby...

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Nanoláseres topológicos de orden superior con cuadrupolo evolucionado por defectos

Shengqun Guo1, Wendi Huang1, Feng Tian1

  • 1School of Microelectronics, South China University of Technology, Guangzhou, China.

Nature communications
|February 26, 2026
PubMed
Resumen

Demostramos fases topológicas de cuadrupolo fotónico activadas por la evolución de defectos, lo que permite la emisión láser a nanoescala. Esta investigación abre nuevas vías para el confinamiento y la modulación de la luz topológica en dispositivos fotónicos.

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Área de la Ciencia:

  • Fotónica topológica
  • Física de la materia condensada
  • Nanofotónica

Sus antecedentes:

  • Los aislantes topológicos de orden superior generalizan la fotónica topológica.
  • Permiten un fuerte confinamiento de la luz en límites de menor dimensión.
  • Esto facilita fenómenos topológicos novedosos y fuentes de luz a nanoescala.

Objetivo del estudio:

  • Revelar fases topológicas de cuadrupolo fotónico activadas por la evolución de defectos.
  • Demostrar la operación de emisión láser a nanoescala dentro de este paradigma.
  • Explorar nuevas rutas para transiciones de fase topológicas en fotónica.

Principales métodos:

  • Construcción de una nanocavidad topológica de cuadrupolo de orden superior utilizando dos losas distintas de cristales fotónicos.
  • Ingeniería de direcciones opuestas de evolución de defectos en las losas.
  • Demostración experimental de la operación de emisión láser.

Principales resultados:

  • Se logró una emisión estable de un solo modo desde el nanoláser topológico de cuadrupolo evolucionado por defectos.
  • Se observó un bajo umbral de emisión en la banda C de telecomunicaciones.
  • Se demostró la operación a temperatura ambiente.

Conclusiones:

  • Las transiciones de fase topológicas de cuadrupolo fotónico pueden ser activadas por la evolución de defectos.
  • Esto proporciona una ruta intrigante para el confinamiento y la modulación de la luz topológica.
  • Permite nuevas posibilidades para fuentes de luz a nanoescala impulsadas por la topología.