半导体革命：光控超快元件的闪光！

半导体革命：光控超快元件的闪光！

由比勒费尔德大学和德累斯顿莱布尼茨固态与材料研究所（IFW Dresden）的物理学家组成的国际研究小组在原子薄半导体技术的控制方面取得了重大进展。这项发表在《自然通讯》上的研究描述了一种利用太赫兹范围内极短的光脉冲来操纵这些材料的新方法。这项技术可以为新一代光直接控制的光电设备铺平道路，标志着超快设备领域的一场革命。

太赫兹光位于红外和微波之间的电磁波谱中，通过专门开发的纳米天线将其转化为垂直电场。这些纳米结构是在安迪·托马斯博士的指导下在德累斯顿 IFW 开发的，可产生每厘米几兆伏的电场强度。项目负责人Dmitry Turchinovich博士表示，传统的电子栅极电压响应时间较慢，而新方法提供了在半导体材料中生成强控制信号的可能性，从而能够在亚皮秒时间尺度上实时控制电子结构。

半导体技术的新视角

这些进步与超快速信号控制设备、电子开关和传感器的开发尤其相关。可能的应用范围从数据传输到超高速相机再到激光设备。这项研究不仅会影响通信系统和计算，还会影响成像和量子技术。

此外，德累斯顿工业大学领导的另一个团队在超薄材料研究方面也取得了重大进展。在德累斯顿-罗森多夫亥姆霍兹中心 (HZDR) 的一项实验中，科学家们证明了电中性和带电发光粒子（称为激子）之间的快速相互作用。它们可以转换成三角形，这为电子和光学控制开辟了新的可能性。该实验的结果发表在《自然光子学》上。

这种新工艺的开关速度几乎比传统电子方法快一千倍。通过使用自由电子激光器 (FELBE) 产生强烈的太赫兹脉冲，Alexey Chernikov 教授和 Stephan Winnerl 博士领导的团队显着加快了切换过程。

未来展望及应用

两种研究方法的结果都表明传感器技术和光学数据处理方面的技术应用前景广阔。未来的研究可能集中在复杂的电子状态和平台上，以开发新型调制器和像素丰富的太赫兹相机。

两种方法的结合展示了太赫兹技术和创新半导体研究如何结合在一起，以实现材料科学的重大进步。这些进展不仅可以彻底改变现有技术，还可以开辟新的应用领域，从而充分发挥此类材料的潜力。