德國科學(xué)家研制最快速光驅(qū)動電流源
控制電子電流對于現(xiàn)代電子學(xué)來說是至關(guān)重要的,因為數(shù)據(jù)和信號都是由高速控制的電子流傳輸?shù)。隨著技術(shù)的發(fā)展,對于傳輸速度的要求也越來越多。在埃爾朗根-紐倫堡的弗里德里希亞力山大大學(xué)(FAU)的物理學(xué)家已經(jīng)成功實現(xiàn)了在石墨烯中使用一個單一的飛秒激光脈沖接通電流傳輸,一個飛秒相當于十億分之一秒的一百萬分之一。這相對于當今最有效的晶體管還要快一千倍以上。 ![]() 上面的可視化示意圖顯示了用于薄膜材料的石墨烯層。圖片來源:曼徹斯特大學(xué) 科學(xué)家已經(jīng)表明,在氣體、絕緣材料和半導(dǎo)體材料中用光引導(dǎo)電子是可能的。因此,從原理上講,可以實現(xiàn)電流的控制。然而,這個概念還沒有被應(yīng)用于金屬材料,因為光通常不能穿透材料來控制電子。為了避免這種情況的影響,在Peter Hommelhoff教授和Heiko Weber教授的研究小組中,物理學(xué)家們利用了石墨烯,這種材料僅由一層碳原子組成。盡管石墨烯是一種很好的導(dǎo)體,但它的厚度足以讓一些光線穿透材料并實現(xiàn)電子的移動控制。 在他們的實驗中,科學(xué)家們用特別設(shè)計的波形在石墨烯上發(fā)射極短的激光脈沖。當這些光波擊中了石墨烯時,里面的電子被投擲在一個方向,像鞭子的作用一樣。在強烈的光場下,電流會在一個光周期產(chǎn)生,即半個飛秒的時長。令人驚訝的是,盡管在這種巨大的力的作用下,量子力學(xué)仍然起著關(guān)鍵的作用,Takuya Higuchi博士說,他是該研究論文的第一作者。 |