Исследователи из Констанцского университета достигли успеха в съемке процессов, происходящих в чрезвычайно быстрых электронных схемах, в электронном микроскопе на ширине полосы десятков терагерц. Результаты исследования были опубликованы в Nature Communications.
Растущий спрос на все более быструю обработку информации ознаменовал начало новой эры исследований, сосредоточенных на высокоскоростной электронике, работающей на частотах, приближающихся к терагерцовому и петагерцовому режимам. В то время как существующие электронные устройства в основном функционируют в гигагерцовом диапазоне, передовые электронные устройства стремятся к миллиметровым волнам, а первые прототипы высокоскоростных транзисторов, гибридных фотонных платформ и терагерцовых метаустройств начинают соединять электронную и оптическую сферы.
Однако характеристика и диагностика таких устройств представляют собой серьезную проблему из-за ограничений имеющихся диагностических инструментов, особенно с точки зрения скорости и пространственного разрешения. Как измерить прорывное устройство, если оно самое быстрое и самое маленькое в своем роде?
В ответ на этот вызов группа исследователей из Констанцского университета теперь предлагает инновационное решение: они создают фемтосекундные электронные импульсы в просвечивающем электронном микроскопе, сжимают их с помощью инфракрасного лазерного света до всего лишь 80 фемтосекунд длительности и синхронизируют их с внутренними полями электронной линии передачи, запускаемой лазером, с помощью фотопроводящего переключателя. Затем, используя метод накачки-зондирования, исследователи напрямую детектируют локальные электромагнитные поля в своих электронных устройствах в зависимости от пространства и времени.
Этот новый тип зонда сверхбыстрого электронного пучка обеспечивает фемтосекундное, нанометровое и милливольтное разрешение в нормальных рабочих условиях, то есть не влияя на работу устройства in situ. Необходимо лишь сделать материал подложки достаточно тонким, чтобы он стал прозрачным для электронного пучка.
Источник:
Максимилиан Маттес и др., Фемтосекундный электронно-лучевой зонд сверхбыстрой электроники (Maximilian Mattes et al, Femtosecond electron beam probe of ultrafast electronics), Nature Communications (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-45744-8
-------------------------------------
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, реакциями и комментариями, а также подписавшись на наши страницы на других площадках и на сервисе поддержки авторов Бусти. Ссылки найдёте в описании канала. Заранее спасибо!