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(dāng)于十億分之一秒的一百萬分之一。這相對于當(dāng)今最有效的晶體管還要快一千倍以上。 8$Q`wRt(%  
[)H 6`w  
r4.6W[|d  
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。 ` ]|X_!J-  
^df wWP  
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(dāng)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。 K/4@2vF  
研究人員發(fā)現(xiàn)石墨烯中的電流產(chǎn)生過程遵循復(fù)雜的量子力學(xué)。電子通過兩條路徑從初始狀態(tài)到激發(fā)態(tài)，而不是同一條通向同一目的地的分叉路。像波一樣，電子可以在分叉處同時在兩條路上流動。根據(jù)分裂的電子波之間的相對相位，當(dāng)它們再次相遇時，電流可能非常大，或者根本就不存在。這就像水波一樣。 5
s7BUT  
rK~-Wz
wu  
想象一個波浪沖擊著建筑物的墻壁，同時向建筑物的左邊和右邊流動。在大樓的盡頭，兩部分又相遇了。如果部分波在峰值處相遇，就會產(chǎn)生非常大的波，結(jié)果就是電流之和。如果一個波的高峰期，與另一個波的最低點相遇，那兩者就會相互抵消，沒有電流存在，Peter Hommelhoff教授說。我們可以利用光波來調(diào)節(jié)電子移動，并產(chǎn)生部分電能。 :\TMm>%q  
# @\3{;{R  
這一結(jié)果是電子學(xué)與光學(xué)結(jié)合的又一重要研究進展。在未來，該方法可以為實現(xiàn)超快電子在光頻率下的工作打開一扇大門。 %lKw+D  
9O[IR)
O~  
來源：https://phys.org/news/2017-09-fastest-light-driven-current-source.html