En kısa elektronik patlama üretilir 27.02.2023

Bilgisayarınız ve diğer elektronik cihazlarınızın neden bazen hızlı bazen yavaş olduğunu hiç merak ettiniz mi? Her şey, mikro kozmosumuzun en küçük parçacıkları olan elektronların, elektronik devrelerin transistörlerinin içindeki küçük tellerden dışarı akma ve darbeler oluşturma hızına bağlıdır. Bu hızı artırmanın yollarını geliştirmek, elektroniğin ve yazılımının en büyük performans potansiyelini ortaya çıkarmak için kritik öneme sahiptir.

Ancak elektronların bir elektronik devrede küçük kurşun metalden dışarı akması için en kısa süre nedir?

Son derece kısa lazer flaşları kullanarak, Rostock Üniversitesi Fizik Enstitüsü'ndeki Aşırı Fotonik Grubu başkanı Prof. Eleftherios Gulielmakis liderliğindeki bir araştırma ekibi ve Stuttgart'taki Max Planck Katı Hal Araştırma Enstitüsü personeli, durumu kullandı. bugün sanatın

Işığın metallerden elektronları serbest bırakabileceği uzun zamandır bilinmesine rağmen (nasıl olduğunu ilk açıklayan Einstein'dı), bu işlemi manipüle etmek son derece zordur. Işığın elektrik alanı saniyede yaklaşık bir milyon milyar kez yön değiştirerek elektronları metallerin yüzeyinden nasıl ayırdığını kontrol etmeyi zorlaştırıyor.

Bu sorunun üstesinden gelmek için, Rostock bilim adamları ve meslektaşları, daha önce kendi grupları tarafından geliştirilen son teknoloji ürünü bir teknoloji kullandılar - ışık alanı füzyonu - bu, ışık parlamasını kendi alanının tam salınımından daha aza indirmelerine izin verdi. . Buna karşılık, elektronları boşluğa salmak için bir tungsten iğnenin ucunu aydınlatmak için bu flaşları kullandılar.

Araştırma ekibinin başkanı Eleftherios Gulielmakis, "Alanlarının yalnızca bir döngüsünü içeren ışık atımlarını kullanarak, elektronları çok kısa bir süre içinde tungsten ucundan kurtarmak için hassas bir şekilde kontrol edilen bir şok vermek artık mümkün" diye açıklıyor.

Ancak bilim adamları bu elektron flaşlarının kısa sürelerini ölçmenin bir yolunu da bulmasaydı, bu sorunun çözülmesi imkansız olurdu. Bu engelin üstesinden gelmek için ekip, bir lazer elektronları nanotipten dışarı ve bir vakuma iterken kısa bir süre için elektronların anlık görüntülerini alabilen yeni bir kamera türü geliştirdi.

Yeni çalışmanın baş yazarı Dr. Hee-Yong Kim, "İşin püf noktası, ikinci, çok zayıf bir ışık parlaması kullanmaktı" dedi. "Bu ikinci lazer patlaması, zaman içinde nasıl göründüğünü görmek için elektron patlamasının enerjisini nazikçe bozabilir" diye ekliyor. "Oyuncuların bir nesneyi ona bakmadan tanımaya çalıştıkları, ancak şeklini elleriyle hissetmek için basitçe çevirerek 'Kutuda ne var' oyunu gibi" diye devam ediyor.

Ancak bu teknoloji elektronikte nasıl kullanılabilir? Gulielmakis, "Teknoloji hızla ilerledikçe, elektronların onları yavaşlatan engelleri önlemek için yoğun bir şekilde paketlenmiş kurşun arasında boşlukta hareket ettiği mikroskobik elektronik devrelerin gelişmesini beklemek mantıklıdır" diyor. "Elektronları fırlatmak için ışığı kullanmak ve onları bu teller arasında hareket ettirmek, geleceğin elektroniğini bugüne kıyasla birkaç bin kat hızlandırabilir" diye açıklıyor.

Ancak araştırmacılar, yakın zamanda geliştirdikleri metodolojinin özellikle bilimsel amaçlar için kullanılacağına inanıyor. Çalışmanın ortak yazarı Profesör Thomas Fennell, "Bir ışık alanı döngüsünün bir kısmı içinde bir metalden elektronların fırlatılması, deneyleri büyük ölçüde basitleştiriyor ve elektron emisyonunu daha önce mümkün olmayan bir şekilde anlamak için gelişmiş teorik yöntemler kullanmamıza izin veriyor" diyor.