El control de la corriente electrónica es esencial para la electrónica moderna, ya que los datos y las señales son transferidos por corrientes de electrones que se controlan a alta velocidad. Las demandas de velocidades de transmisión también aumentan a medida que se desarrolla la tecnología. Científicos de la Cátedra de Física Láser y la Cátedra deLa Física Aplicada en Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg FAU ha logrado encender una corriente con una dirección deseada en grafeno usando un solo pulso láser dentro de un femtosegundo: un femtosegundo corresponde a la millonésima parte de una billonésima de segundoEsto es más de mil veces más rápido en comparación con los transistores más eficientes de la actualidad.
Graphene está a la altura del trabajo
En gases, materiales aislantes y semiconductores, los científicos ya han demostrado que es posible dirigir electrones con ondas de luz y, por lo tanto, en principio, controlar la corriente. Sin embargo, este concepto aún no se ha aplicado a los metales ya que la luz no suele penetrarel material para controlar los electrones en el interior. Para evitar este efecto, los físicos en los grupos de trabajo del Prof. Dr. Peter Hommelhoff y el Prof. Dr. Heiko Weber usaron grafeno, un semimetal que consta de una sola capa de átomos de carbono.El grafeno es un excelente conductor, es lo suficientemente delgado como para permitir que algo de luz penetre en el material y mueva los electrones.
Para sus experimentos, los científicos dispararon pulsos láser extremadamente cortos con formas de onda especialmente diseñadas sobre el grafeno. Cuando estas ondas de luz golpearon el grafeno, los electrones en el interior fueron arrojados en una dirección, como un latigazo cervical. 'Bajo intensos campos ópticos, una corriente eragenerado dentro de una fracción de un ciclo óptico, medio femtosegundo. Fue sorprendente que, a pesar de estas enormes fuerzas, la mecánica cuántica sigue desempeñando un papel clave ", explica el Dr. Takuya Higuchi de la Cátedra de Física Láser, el primer autor de la publicación..
Dos caminos hacia el mismo destino
Los investigadores descubrieron que el proceso de generación actual en el grafeno sigue una mecánica cuántica complicada. Los electrones viajan desde su estado inicial al estado excitado por dos caminos en lugar de uno, similar a un camino bifurcado que conduce al mismo destino.onda, los electrones pueden dividirse en la bifurcación y fluir en ambas carreteras simultáneamente. Dependiendo de la fase relativa entre las ondas de electrones divididos, cuando se encuentran de nuevo, la corriente puede ser muy grande o no estar presente en absoluto ". Esto es como unonda de agua. Imagine que una ola se rompe contra la pared de un edificio y fluye a la izquierda y a la derecha del edificio al mismo tiempo. Al final del edificio, ambas partes se encuentran nuevamente. Si las ondas parciales se encuentran en su punto máximo,Resultados de ondas grandes y flujos de corriente. Si una onda está en su pico, la otra en su punto más bajo, las dos se cancelan entre sí y no hay corriente ", explica el profesor Dr. Peter Hommelhoff de la Cátedra de Física Láser.'Podemos usar la onda de luzs para regular cómo se mueven los electrones y cuánta electricidad se genera. '
¿Veremos electrónica controlada por frecuencia de luz en el futuro?
Los resultados son otro paso importante para unir la electrónica y la óptica. En el futuro, el método podría abrir una puerta para lograr que la electrónica ultrarrápida funcione a frecuencias ópticas.
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Materiales proporcionado por Universidad de Erlangen-Nuremberg . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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