Исследовательская группа, возглавляемая учеными Констанцского университета, продемонстрировала, что световые волны могут использоваться для переноса электронов на субфемтосекундных скоростях (то есть быстрее, чем 10-15 секунд).
” Это вполне может быть отдаленное будущее электроники",-сказал профессор Университета Констанца Альфред Лейтенсторфер, соавтор статьи, опубликованной в журнале Nature Physics.
- Наши эксперименты с одноцикловыми световыми импульсами привели нас далеко в аттосекундный диапазон переноса электронов.”
Входе исследования профессор Лейтенсторфер и его коллеги стремились разработать экспериментальную установку для манипулирования ультракороткими световыми импульсами на фемтосекундных масштабах ниже одного колебательного цикла и создать наноструктуры, пригодные для высокоточных измерений и манипулирования электронными зарядами.
"Мы считаем, что будущее электроники лежит в интегрированных плазмонных и оптоэлектронных устройствах, которые работают в одноэлектронном режиме на оптических, а не микроволновых частотах”, — заявили они.
"Однако это очень фундаментальное исследование, о котором мы здесь говорим, и на его реализацию могут уйти десятилетия.”
Экспериментальная установка группы включала наноразмерные золотые антенны и сверхбыстрый лазер, способный испускать сто миллионов одноцикловых световых импульсов в секунду.
"Конструкция оптической антенны с бабочкой позволяла осуществлять субволновую и субцикловую пространственно-временную концентрацию электрического поля лазерного импульса в зазоре шириной 6 Нм", - сказали исследователи.
“В результате сильно нелинейного характера туннелирования электронов из металла и ускорения через зазор в оптическом поле мы смогли переключать электронные токи со скоростью 600 аттосекунд.”
” Этот процесс происходит только в масштабах времени менее половины периода колебаний электрического поля светового импульса", - сказал профессор Лейтенсторфер.
"Мы смогли подтвердить и подробно описать его с помощью зависящей от времени обработки электронной квантовой структуры, связанной со световым полем.”
"Исследование открывает совершенно новые возможности для понимания того, как свет взаимодействует с конденсированным веществом, позволяя наблюдать квантовые явления в беспрецедентных временных и пространственных масштабах”, - заявили ученые.
"Основываясь на новом подходе к электронной динамике, движимой на наноуровне оптическими полями, которые дает это исследование, мы перейдем к исследованию переноса электронов в атомном масштабе времени и длины в еще более сложных твердотельных устройствах с пикометрическими размерами.”