加快电子与光

通过使用超快激光闪烁，在马克斯 · 普朗克量子光学研究所的科学家产生和测量固体材料内部最快的电流。电子执行 8000 兆每秒，创下了人类控制固体中电子的振荡 ！

会上可以作电流振荡里面他们电子线路的速度取决于计算机或移动电话等现代电子设备的性能。基本的电子元素，例如晶体管，对较小和较小的尺寸，过去几十年的收缩使得发展的越来越快电子设备在日常生活中使用的一样。然而，这种方法加快电子现在迅速接近其最终的限制;设备正变得几乎小到只有几个原子 （！） 和电子技术的常规原则几乎不适用在这些维度中，呼唤新的路线被发现。

由博士里奥斯 Goulielmakis，”Attoelectronics”研究组在马克斯 · 普朗克量子光学研究所，团长领导的科学家团队已首次利用激光来创建内部固体可见光的频率超过了十余倍的电流。这项工作发表在自然 (2016 年 10 月 20 日，DOI: 10.1038/nature19821)。科学家们使用了二氧化矽，通常用作绝缘体在目标停止，而不是允许电流在其大容量的电子工业材料。然而，当这种材料被暴露在强激光电导率增加了超过 19 数量级使修改的超快时间尺度上的材料属性的新机会。

里奥斯 Goulielmakis 解释说”有光取代常规能源发电以生成电流内固体材料，像那些在电子行业中，使用的电池的可能性已捕获一个多世纪以来，科学家们的想象力”。诺贝尔在演讲中，卡尔 · 费迪南德布劳恩，第一个固态电子设备的发明者 — — 整流二极管 — — 提到他不成功的尝试，观察电流在固体材料中的光照耀他们。”今天，然而，作为控制激光器物质的迅速发展和能力来测量光场与过更好的精度已经转向现实，为指导固体内部电子的运动使用激光器的想法产生高频电子电流势头迅猛，”Goulielmakis 补充道。

传统的电子技术既不能生成，也不能捕捉这种快速的电流。 科学家们在 Attoelectronics 组中的使用另一种方法。”要生成电流我们用激光器，因为他们可以设置电子在固体中成极其快速振荡运动，”解释马尼什加戈、 研究生和这项工作的主要作者。但为什么激光器可以带来这种进步吗？在传统的电路中，电子被推的标准的电力来源，如电池执行振荡电场。即使所有电子最初都遵循电池领域的力量，他们最终与其他慢运动的粒子，如原子或离子碰撞和失去他们彼此之间的同步性。强烈的光场可以推动电子速度极快。他们可以执行其振荡，在固体中的任何其他粒子有机会移动之前创建电流。”来衡量这个快电子的运动，我们使用的光学技术。相反的直接测量电流，我们测量极端紫外辐射作为在电子相干振荡里面二氧化硅生成这种辐射的振荡，”他补充道。

检测到的电流比那些广泛应用于现代计算机处理器快大约是一百万倍。敏杰詹博士 Goulielmakis 集团一位研究员说:”虽然我们的重点是探讨物理极限，但我们的研究可能打开的一百万倍，年加快未来电子设备的方式，来，”。”我们的工作开辟了通向实现相干电子的散装材料，想法早些时候仅为孤立分子可以想象的。随着电子连贯地移动，他们也产生光是光子学的关键元素。为此它可能很快就允许我们以统一的两个重要领域的现代科学与技术、 电子和光子学，”Goulielmakis 补充道。