روشن و خاموش شدن با سرعت نور
قالیشویی شفقی 10 دی 1398, 12:00 مقالاتاز نظر الکترونیک و محاسبات، سرعت در هنگام انجام عملیات‌های وابسته به برق از ضروریات است. اکنون محققان دانشگاه "کنستانز"(Konstanz) در آلمان توانستند الکترون‌ها را با سرعت کمتر از فمتوثانیه که معادل یک میلیون میلیاردم ثانیه(۱۰ به توان منفی ۱۵ ثانیه) است، منتقل کنند.
فمتوثانیه(Femtosecond) یک واحد اس‌آی برابر با یک میلیون میلیاردم ثانیه است و نسبت یک فمتوثانیه به یک ثانیه مانند نسبت یک ثانیه است به ۳۱٫۷ میلیون سال است.
این یک افزایش بزرگ در مقایسه با سرعتی است که در حال حاضر می‌توانیم الکترون‌ها را روشن یا خاموش کنیم. سرعت‌های پیش از این محدود به پیکوثانیه بودند که حدود ۱۰۰۰ برابر کندتر از فمتوثانیه است.
پروفسور "آلفرد لیتنستورفر" استاد پدیده‌های فوق سریع و فوتونیک در دانشگاه کنستانز آلمان و نویسنده این مطالعه گفت: این تحقیق ممکن است آینده دور الکترونیک باشد. آزمایش‌های ما با پالس‌های تک چرخه نور، ما را به خوبی به تحول محدوده جابجایی الکترونی کشانده است.
اگرچه وی تأکید کرد که این فناوری ممکن است دهها سال طول بکشد تا اجرایی شود، اما او و گروهش معتقدند که آینده الکترونیک در دستگاه‌های یکپارچه پلاسمونی و نوری است که در محدوده تک الکترون با فرکانس‌های نوری و نه مایکروویو فعالیت می‌کنند.
محققان با دستکاری الکترون‌ها با امواج نور تولید شده توسط لیزر فوق سریع موفق به انجام این کار شدند.
آنها برای انجام این کار، ابتدا باید یک تنظیمات دقیق در مرکز فوتون کاربردی در کنستانز می‌ساختند. این کار با استفاده از آنتن‌های از جنس طلا در مقیاس نانو و به شکل پاپیون و یک لیزر فوق سریع با توانایی انتشار صد میلیون پالس نور تک چرخه در ثانیه محقق شد.
آنها با استفاده از این نوآوری توانستند میدان الکتریکی پالس را در شکافی با عرض فقط شش نانومتر محدود کند. محققان پس از انجام این کار توانستند جریان‌های الکتریکی را به خوبی به زیر فمتوثانیه بکشانند.
اکنون این نوسانات سریع و چشمگیر نور که باعث افزایش سرعت الکترون‌ها می‌شوند، می‌توانند روزی گزینه‌های جدیدی برای جابجایی مرزهای محدودیت‌های الکترونیک ارائه دهند و می‌تواند برای دستگاه‌های الکترونیکی آینده به ویژه رایانه‌ها بسیار مفید باشد.