Physik

Physiker haben gerade Elektronik hergestellt, die sich mit Lichtgeschwindigkeit ein- und ausschaltet

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In Bezug auf Elektronik und Computer ist Geschwindigkeit beim Leiten von Elektrizität von entscheidender Bedeutung. Aus diesem Grund haben wir uns sehr darüber gefreut, dass Forscher der Universität Konstanz in der Lage waren, Elektronen mit einer Geschwindigkeit von weniger als einer Billionstelsekunde im Subfemtosekundenbereich zu transportieren.

VERBINDUNG: NEUE EIGENSCHAFTEN VON EXCITONS ENTDECKT, DIE ZU ENERGIEEFFIZIENTER ELEKTRONIK FÜHREN KÖNNEN

Die Zukunft der Elektronik

Dies ist eine große Steigerung im Vergleich zu den Geschwindigkeiten, mit denen wir derzeit Elektronen ein- und ausschalten können. Diese Geschwindigkeiten liegen in Pikosekunden, 10-15 Sekunden, ungefähr 1000-mal langsamer als eine Femtosekunde.

"Dies könnte die ferne Zukunft der Elektronik sein", sagte Alfred Leitenstorfer, Professor für ultraschnelle Phänomene und Photonik an der Universität Konstanz (Deutschland) und Mitautor der Studie. "Unsere Experimente mit Einzelzyklus-Lichtimpulsen haben uns weit in den Attosekundenbereich des Elektronentransports geführt."

Obwohl Leitenstorfer betonte, dass die Implementierung der Technologie Jahrzehnte dauern könnte, glauben er und sein Team, dass "die Zukunft der Elektronik in integrierten plasmonischen und optoelektronischen Bauelementen liegt, die im Einzelelektronenbereich bei optischen Frequenzen und nicht bei Mikrowellenfrequenzen arbeiten". Sie erreichten dieses Ergebnis, indem sie Elektronen mit Lichtwellen manipulierten, die von einem ultraschnellen Laser erzeugt wurden.

Aufbau eines Setups

Dazu mussten die Forscher zunächst am Zentrum für Angewandte Photonik in Konstanz einen präzisen Aufbau aufbauen. Dies beinhaltete die Verwendung von nanoskaligen Goldantennen in Bowtie-Form und eines ultraschnellen Lasers, der einhundert Millionen Einzelzyklus-Lichtimpulse pro Sekunde aussenden kann.

Durch diese Innovationen konnte das Team das elektrische Feld des Impulses in eine nur sechs Nanometer breite Lücke eindämmen. Sobald dies geschehen war, konnten die Forscher elektrische Ströme weit unter einer Femtosekunde schalten.

Diese beeindruckend schnellen Lichtschwingungen, die die Elektronen beschleunigen, könnten eines Tages neue Möglichkeiten bieten, die Grenzen der Elektronik zu überschreiten. Dies könnte sich für unsere zukünftigen elektronischen Geräte, insbesondere Computer, als sehr vorteilhaft erweisen.


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