Suche
Mein Konto
Polprevodniška revolucija: bliski svetlobe nadzorujejo ultra hitre komponente!
Fiziki na Univerzi v Bielefeldu uporabljajo teraherčno svetlobo za razvoj metode za nadzor atomsko tankih polprevodnikov za hitro elektroniko.
Polprevodniška revolucija: bliski svetlobe nadzorujejo ultra hitre komponente!
Mednarodna raziskovalna skupina, ki jo sestavljajo fiziki z univerze Bielefeld in Leibniz Institute for Solid State and Materials Research Dresden (IFW Dresden), je dosegla pomemben napredek pri nadzoru atomsko tankih polprevodniških tehnologij. Študija, objavljena v Nature Communications, opisuje novo metodo za manipulacijo teh materialov z uporabo izjemno kratkih izbruhov svetlobe v območju terahercev. Ta tehnika bi lahko utrla pot novi generaciji optoelektronskih naprav, nadzorovanih neposredno s svetlobo, kar bi pomenilo revolucijo na področju ultrahitrih naprav.
Teraherčna svetloba, ki leži v elektromagnetnem spektru med infrardečimi in mikrovalovi, se s posebej razvitimi nanoantenami pretvori v vertikalna električna polja. Te nanostrukture, ki so bile razvite na IFW Dresden pod vodstvom dr. Andyja Thomasa, so proizvedle jakost električnega polja več megavoltov na centimeter. Po besedah dr. Dmitrija Turčinoviča, vodje projekta, tradicionalne napetosti elektronskih vrat ponujajo počasne odzivne čase, medtem ko novi pristop ponuja možnost generiranja močnih krmilnih signalov v polprevodniškem materialu, kar omogoča nadzor elektronske strukture v realnem času na subpikosekundnih časovnih lestvicah.
Nove perspektive za polprevodniške tehnologije
Ta napredek je še posebej pomemben za razvoj ultra hitrih signalnih krmilnih naprav, elektronskih stikal in senzorjev. Možne uporabe segajo od prenosa podatkov do ultra hitrih kamer do laserskih naprav. Raziskava bi lahko vplivala ne le na komunikacijske sisteme in računalništvo, temveč tudi na slikovne in kvantne tehnologije.
Poleg tega je druga ekipa pod vodstvom TU Dresden dosegla pomemben napredek pri raziskovanju ultratankih materialov. V eksperimentu v Helmholtz Centru Dresden-Rossendorf (HZDR) so znanstveniki dokazali hitro interakcijo med električno nevtralnimi in nabitimi, svetlečimi delci, znanimi kot ekscitoni. Te je mogoče pretvoriti v trione, kar odpira nove možnosti elektronskega in optičnega krmiljenja. Rezultati tega poskusa so bili objavljeni v Nature Photonics.
Hitrost preklapljanja v tem novem procesu je skoraj tisočkrat hitrejša od tradicionalnih elektronskih metod. Z uporabo laserja s prostimi elektroni (FELBE) za ustvarjanje intenzivnih teraherčnih impulzov ekipa, ki jo vodita prof. Alexey Chernikov in dr. Stephan Winnerl, bistveno pospeši proces preklapljanja.
Prihodnji pogled in aplikacije
Rezultati obeh raziskovalnih pristopov kažejo na obetavne tehnične aplikacije v senzorski tehnologiji in optični obdelavi podatkov. Prihodnje raziskave bi se lahko osredotočile na kompleksna elektronska stanja in platforme za razvoj novih modulatorjev in teraherčnih kamer, bogatih s slikovnimi pikami.
Kombinacija obeh pristopov kaže, kako se teraherčna tehnologija in inovativne raziskave polprevodnikov združijo, da bi dosegli pomemben napredek v znanosti o materialih. Razvoj ne bi mogel le spremeniti obstoječih tehnologij, temveč tudi odpreti nova področja uporabe in tako v celoti izkoristiti potencial takih materialov.