在數據傳輸和計算方面,我們越快地移動電子并傳導電就越好-在實驗設置中,科學家剛剛能夠以亞飛秒的速度(不到一秒的四分之一秒)傳輸電子。
訣竅是用超快激光專門制造和產生的光波操縱電子。這種設置可能需要很長時間才能將其安裝到您的筆記本電腦中,但是事實證明,將它們安裝到筆記本電腦上,有望使我們對設備的期望邁出重要的一步。
現在,最快的電子組??件可以以皮秒(萬億分之一秒)的速度打開或關閉,比飛秒慢約1,000倍。
借助他們的新方法,物理學家能夠在大約600阿秒(1飛秒等于1,000阿秒)處切換電流。
“這很可能是電子產品的遙遠未來,”德國康斯坦茨大學的物理學家阿爾弗雷德·萊滕斯托弗說。“我們的單周期光脈沖實驗已經使我們很好地進入了電子傳輸的阿秒范圍。”
Leitenstorfer和他的同事們在康斯坦茨的應用光子學中心建立了精確的設置。他們的設備既包括仔細操縱超短光脈沖的能力,又包括構造必要的納米結構的能力。
該團隊使用的激光器能夠每秒鐘發(fā)射一億個單周期光脈沖,以產生可測量的電流。使用領結形狀的納米級金觸角(請參見上圖),脈沖的電場集中到一個只有六納米寬(六十分之一米)的縫隙中。
由于他們的專業(yè)設置以及電子隧穿和加速產生的結果,研究人員可以在飛秒以下的電流下很好地切換電流-不到光脈沖電場振蕩周期的一半。
超越常規(guī)硅半導體技術的限制已被科學家證明是一項挑戰(zhàn),但利用瘋狂的快速光振蕩來幫助電子加快速度,可以提供新的途徑來推動電子學的極限。
這在下一代計算機中可能會非常有優(yōu)勢:科學家們目前正在試驗光和電子可以以各種不同方式協(xié)同工作的方式。
最終,Leitenstorfer和他的團隊認為,利用等離子納米粒子和光電設備,利用光脈沖的特性,以超小規(guī)模操縱電子,可以克服當今計算系統(tǒng)的局限性。
“這是我們這里所說的非常基本的研究,可能需要幾十年才能實現,”Leitenstorfer說。
下一步是使用相同的原理嘗試各種不同的設置。研究人員說,這種方法甚至可以提供有關量子計算的見解,盡管還有很多工作要做-我們迫不及待地想看看他們下一步將要實現什么。