Ser capaz de controlar sistemas electrónicos utilizando ondas de luz en lugar de señales de voltaje es el sueño de los físicos de todo el mundo. La ventaja es que las ondas de luz electromagnéticas oscilan a la frecuencia de petaherz. Esto significa que las computadoras en el futuro podrían operar a velocidades de un millónveces más rápido que los de hoy en día. Los científicos de Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg FAU se han acercado un paso más para lograr este objetivo, ya que han logrado utilizar impulsos láser ultracortos para controlar con precisión los electrones en el grafeno.
El control de corriente en la electrónica que es un millón de veces más rápido que en los sistemas actuales es un sueño para muchos. En última instancia, el control de corriente es uno de los componentes más importantes ya que es responsable de la transmisión de datos y señales. Controlar el flujo de electrones usando luzlas ondas en lugar de las señales de voltaje, como es el caso, podrían hacer realidad este sueño. Sin embargo, hasta ahora, ha sido difícil controlar el flujo de electrones en los metales ya que los metales reflejan las ondas de luz y los electrones dentro de ellos no pueden ser influenciadospor estas ondas de luz.
Por lo tanto, los físicos de FAU han recurrido al grafeno, un semimetal que comprende una sola capa de carbono y es tan delgado que puede penetrar suficiente luz para permitir que los electrones se pongan en movimiento. En un estudio anterior, los físicos de la Cátedrapara Laser Physics ya había logrado generar una señal eléctrica en una escala de tiempo de solo un femtosegundo usando un pulso láser muy corto. Esto es equivalente a una millonésima de una billonésima de segundo. En estas escalas de tiempo extremas, los electrones revelan su cuantola naturaleza, ya que se comportan como una onda. La onda de electrones se desliza a través del material a medida que es impulsada por el campo de luz el pulso láser.
bajo control
Los investigadores dieron un paso más en el estudio actual. Apuntaron un segundo pulso láser a esta onda impulsada por la luz. Este segundo pulso ahora permite que la onda de electrones pase a través del material en dos dimensiones. El segundo pulso láser puede usarsepara desviar, acelerar o incluso cambiar la dirección de la onda de electrones. Esto permite que esta onda transmita información, dependiendo del tiempo exacto, la fuerza y la dirección del segundo pulso. Es posible ir un paso más allá ". Imagina el electrónla ola es una ola en el agua. Las olas en el agua pueden dividirse debido a un obstáculo y converger e interferir cuando han pasado el obstáculo. Dependiendo de cómo las sub-ondas se relacionan entre sí, se amplifican o se cancelan entre sí.Podemos usar el segundo pulso láser para modificar las sub-ondas individuales de una manera específica y así controlar su interferencia ", explica Christian Heide, de la Cátedra de Física Láser." En general, es muy difícil controlar cuánticafenómenos, como las características de onda de los electrones en este caso.Esto se debe a que es muy difícil mantener la onda de electrones en un material ya que la onda de electrones se dispersa con otros electrones y pierde sus características de onda.Los experimentos en este campo se realizan típicamente a temperaturas extremadamente bajas.Ahora podemos llevar a cabo estos experimentos a temperatura ambiente, ya que podemos controlar los electrones utilizando pulsos láser a velocidades tan altas que no queda tiempo para los procesos de dispersión con otros electrones.Esto nos permite investigar varios procesos físicos nuevos que antes no eran accesibles ''.
Significa que los científicos han logrado un progreso significativo hacia la realización de sistemas electrónicos que pueden controlarse utilizando ondas de luz. En los próximos años investigarán si los electrones en otros materiales bidimensionales también pueden controlarse de la misma manera '. Quizáspodremos utilizar la investigación de materiales para modificar las características de los materiales de tal manera que pronto sea posible construir pequeños transistores que puedan ser controlados por la luz ', dice Heide.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Erlangen-Nuremberg . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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