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最短の電子爆発が発生

27.02.2023

コンピューターやその他の電子デバイスが高速な場合と低速な場合がある理由を考えたことはありますか? それはすべて、私たちの小宇宙の最小の粒子である電子が、電子回路のトランジスタ内の小さなワイヤから流れ出し、パルスを生成する速度に帰着します。この速度を向上させる方法を開発することは、エレクトロニクスとそのソフトウェアの最大のパフォーマンスの可能性を解き放つために重要です。

しかし、電子回路内の小さな鉛金属から電子が流出する最短時間は?

非常に短いレーザーフラッシュを使用して、ロストック大学物理学研究所のエクストリームフォトニクスグループの責任者である Eleftherios Gulielmakis 教授と、シュトゥットガルトのマックスプランク固体研究所のスタッフが率いる研究チームは、今日の芸術の。

光が金属から電子を放出できることは以前から知られていましたが (方法を最初に説明したのはアインシュタインでした)、このプロセスを操作することは非常に困難です。光の電場は、毎秒約 XNUMX 万回方向を変えるため、金属の表面から電子を剥ぎ取る方法を制御することは困難です。

この問題を克服するために、ロストックの科学者とその同僚は、彼らのグループによって以前に開発された最先端の技術である光場融合を使用しました。 . 次に、彼らはこれらのフラッシュを使用してタングステン針の先端を照らし、電子を真空に放出しました。

研究チームの責任者である Eleftherios Gulielmakis は、「フィールドの XNUMX サイクルのみを含む光パルスを使用することで、電子に正確に制御された衝撃を与えて、タングステンの先端から電子を解放することが可能になりました」と説明しています。

しかし、科学者がこれらの電子フラッシュの短い時間を測定する方法を見つけなければ、この問題を解決することは不可能です。このハードルを克服するために、チームは新しいタイプのカメラを開発しました。このカメラは、レーザーが電子をナノチップから真空に押し出すときに、短時間で電子のスナップショットを撮ることができます。

「秘訣は、XNUMX番目の非常に弱い閃光を使用することでした」と、新しい研究の筆頭著者であるHee-Yong Kim博士は述べています。「この XNUMX 番目のレーザーバーストは、電子爆発のエネルギーを緩やかに歪め、時間の経過とともにどのように見えるかを確認できます」と彼は付け加えます。「これは『箱の中身』ゲームのようなもので、プレイヤーは物体を見ずに向きを変えて手でその形を感じることで物体を認識しようとします」と彼は続けます。

しかし、この技術をエレクトロニクスでどのように使用できるのでしょうか? 「技術が急速に進歩するにつれて、電子が密集した鉛の間の真空空間を移動して、電子の速度を低下させる障害を防ぐ微細な電子回路の開発を期待するのは合理的です」とグリエルマキスは言います。「光を使って電子を放出し、これらのワイヤ間を移動させることで、将来の電子機器の速度が現在の数千倍になる可能性があります」と彼は説明します。

しかし、研究者たちは、最近開発された方法論が特に科学的な目的に使用されると考えています。論文の共著者である Thomas Fennell 教授は、次のように述べています。

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